第四章 磁场与磁力 1-2节

大学物理学 李国强物理与电子学院Email：gqli1980@Tel公室：B座，309室------电磁学部分考试时间顺序

第四章磁力与磁场§4.1磁场§4.2点电荷受到的磁力§4.3带电粒子在匀强磁场中的运动：垂直§4.4

带电粒子在匀强磁场中的运动：夹角任意值§4.5在相互垂直的电场和磁场中的带电粒子§4.6载流导线受到的磁力§4.7载流线圈受到的力矩§4.8电流激发的磁场§4.9安培定律§4.10磁介质一、磁现象§1磁场司南1、磁场2500年前，古希腊汉朝（公元前202-公元220）磁铁的磁现象磁极：N，S相互作用：同性相斥，异性相吸没有磁单极磁铁奥斯特实验表明（1）长直流导线与之平行放置的指针受到力偏转－电流的磁效应（2）磁针是在水平面内偏转的－横向力突破了非接触的物体之间只存在有心力的观念－拓宽了作用力类型2、电流的磁场1820年7月相关实验通电导线受马蹄形磁铁作用而运动平行通电直导线,电流同向相吸引;反向排斥螺线管与磁铁相互作用时显示出N极和S极3.磁场与电流的关系一系列实验表明都存在相互作用磁铁磁铁电流电流4、磁场的起源物质磁性本质的假说，分子电流一切磁现象起源于运动电荷（电流）。结论不存在+-NS电荷磁单极存在5、地球的磁场的起源移动的地球磁极二、磁场1、磁场的概念：

磁场就是运动电荷激发或产生的一种物质。2、基本任务：用什么物理量描写磁场；磁场对运动电荷作用的力。运动电荷产生磁场的规律；3、磁感应强度B(MagneticField)

一般，1.*的方向——利用小磁针探测磁场的方向。*的大小——研究运动电荷在磁场中受力。引入运动电荷，实验结论：xyzqPO即。

q

以同一速率沿不同方向通过P点时，所受磁力大小不同，但2.xyzqPO规定：3.与无关，只与位置有关。规定的大小：单位(SI)：T(特斯拉)，Gs(高斯)洛伦兹力公式可得

人体心电激发的磁场约310-10T，地球磁场约510-5T，电磁铁约几（十）T，超导磁铁约几十T，原子核附近约104T，脉冲星约108T。4、磁感应线和磁通量

磁感线上各点的切线方向表示此处磁场的方向

磁感线的疏密反映磁场的强弱1.磁场的定性描述——磁感应线（磁感线）

磁感应线的性质与电流套连闭合曲线(磁单极子不存在)互不相交方向与电流成右手螺旋关系2、磁通量(2)、计算(1)、磁通量定义：通过磁场中某一曲面的磁感应线的数目，定义为磁通量，用Ф表示。dSc.通过任一曲面的磁通量dSdS(3)、说明规定n的方向垂直于闭合曲面向外从曲面内穿出时，磁通量为正(θ＜π/2,cosθ＞0)从曲面出穿入时，磁通量为负(θ>π/2,cosθ<0)穿过曲面通量可直观地理解为穿过该面的磁感应线条数单位：韦伯(wb)1Wb=1T·m2

§2.2点电荷受到的磁力1、带电粒子在磁场中所受的力磁场力洛仑兹力的方向垂直于运动电荷的速度和磁感应强度所组成的平面，且符合右手螺旋定则。2、矢量符号：××向外向里洛仑兹(HendrikAntoonLorentz,1853-1928)1895年，洛仑兹根据物质电结构的假说，创立了经典电子论。洛仑兹的电磁场理论研究成果，在现代物理中占有重要地位。洛仑兹力是洛仑兹在研究电子在磁场中所受的力的实验中确立起来的。洛仑兹还预言了正常的塞曼效益，即磁场中的光源所发出的各谱线，受磁场的影响而分裂成多条的现象中的某种特殊现象。洛仑兹的理论是从经典物理到相对论物理的重要桥梁，他的理论构成了相对论的重要基础。洛仑兹对统计物理学也有贡献。荷兰物理学家、数学家，因研究磁场对辐射现象的影响取得重要成果，与塞曼共获1902年诺贝尔物理学奖金。例题：一个电子以速度