恒定电流磁场

恒定电流磁场第一页，共四十页，2022年，8月28日磁铁司南减压球（磁铁玩具）第二页，共四十页，2022年，8月28日绚丽多彩的北极光第三页，共四十页，2022年，8月28日磁悬浮列车（上海）第四页，共四十页，2022年，8月28日磁在日常生活的应用第五页，共四十页，2022年，8月28日磁记录第六页，共四十页，2022年，8月28日E静止的电荷产生静电场。运动的电荷产生何种场？运动的电荷既产生电场，又产生磁场！空间分布不随时间变化的电流称为稳恒电流。稳恒电流产生的磁场的空间分布也是不随时间变的——称为稳恒磁场。第七页，共四十页，2022年，8月28日一基本磁现象1.自然磁现象磁性：具有能吸引铁磁物资（Fe、Co、Ni）的一种特性。磁体：具有磁性的物体。磁极：磁性集中的区域。磁极不能分离(正负电荷可以分离开)。地磁：地球是一个大磁体。11.1磁感应强度第八页，共四十页，2022年，8月28日地核每400年比地壳多转一周，地球的磁极每隔几千年会发生颠倒。地壳地核地幔NS第九页，共四十页，2022年，8月28日几个重要实验实验一(奥斯特)揭示出电流可对磁针施加作用力2.基本磁现象第十页，共四十页，2022年，8月28日实验二(安培)揭示出磁铁会对电流施加作用力第十一页，共四十页，2022年，8月28日实验三(安培)揭示出载流导线之间有相互作用力相互吸引相互排斥上述现象都说明了：磁现象与运动电荷之间有着深刻的联系。第十二页，共四十页，2022年，8月28日3.安培的分子电流假说1822年安培提出了用分子电流来解释磁性起源。一切磁现象都起源于电流，任何物质的分子中都存在着环形电流（分子电流），每个分子电流就相当于一个基元磁体，当这些分子电流作规则排列时，宏观上便显示出磁性。第十三页，共四十页，2022年，8月28日

磁场磁作用通过磁场进行磁场运动电荷(电流)运动电荷(电流)磁场磁铁磁铁电流电流第十四页，共四十页，2022年，8月28日二磁感应强度磁感强度的定义在通电闭合回路中，取电流元电流元在磁场中的受力(1)磁场中任一点,有一特定方向，当电流元与特定方向一致时，受力为零。方向为该点磁感应强度方向。第十五页，共四十页，2022年，8月28日(2)当电流元与该点磁感应强度方向垂直时，受力最大。该点磁感应强度的大小三者相互垂直,成右手螺旋关系。第十六页，共四十页，2022年，8月28日(3)当电流元与磁感应强度方向为任意角度时受力大小：电流元在磁场中受力：称为安培力，式子为安培公式。第十七页，共四十页，2022年，8月28日磁感应强度的单位：特斯拉地球的南、北两极约为6×10-5T；一般永磁体约

0.05~2T；中子星磁场108T

；人体磁场10－12T；目前利用超导材料已能取得40T

的强磁场。第十八页，共四十页，2022年，8月28日一、毕奥－萨伐尔定律

真空中的磁导率大小：方向：右螺旋法则

磁场：取?P11.2毕奥－萨伐尔定律这里的u.相当于e.,只不过从分母挪动到分子，Idl相当于q，其他不变第十九页，共四十页，2022年，8月28日任意载流导线在

p点处的磁感应强度：上式也称为磁感应强度叠加原理。

毕奥－萨伐尔定律不能由实验直接证明,然而由这个定律出发得到的结果都很好的和实验相符合。P*可见是从Idl指向r第二十页，共四十页，2022年，8月28日二、毕奥---沙伐尔定律的应用计算各种电流分布产生的磁场的磁感强度基本步骤：1)任取电流元,求出其在场点P产生的磁感的大小与方向；2)分析当电流元沿电流移动时，

dB的方向是否变化：pα若不变,直接积分;

若变,则要将dB适当的分解,对各分量分别积分,然后再合成起来。第二十一页，共四十页，2022年，8月28日例题1.载流直导线的磁场Ia解求距离载流直导线为a

处一点P的磁感应强度几何关系Pl第二十二页，共四十页，2022年，8月28日(1)无限长直导线方向：右螺旋法则(2)任意形状直导线PaI12I讨论场点在直电流延长线上半无限长载流导线，场点在一端的垂线上第二十三页，共四十页，2022年，8月28日RxO求轴线上一点P的磁感应强度。根据对称性方向满足右手定则。Px例2.载流圆线圈的磁场第二十四页，共四十页，2022年，8月28日(2)载流圆线圈的圆心处(3)

一段圆弧在圆心处产生的磁场I如果由N匝圆线圈组成I(1)S磁矩定义讨论第二十五页，共四十页，2022年，8月28日R

(3)oIIRo

(1)x推广×o

(2)RI×第二十六页，共四十页，2022年，8月28日

Ad(4)*oI(5)*第二十七页，共四十页，2022年，8月28日如图，求O点的磁感应强度。解练习I123RO第二十八页，共四十页，2022年，8月28日三、运动电荷的磁场P+qS电流元内电荷数一个电荷产生的磁场电荷密度n第二十九页，共四十页，2022年，8月28日若，与同向。若，与反向。一个以速度

运动的电荷,在距它r

处所激励的磁感应强度为：第三十页，共四十页，2022年，8月28日Oab如图的导线，已知电荷线密度为，当绕O点以

转动时【解】1234线段1：O点的磁感应强度【例】【求】线段2：同理第三十一页，共四十页，2022年，8月28日线段3线段4Oab1234dr第三十二页，共四十页，2022年，8月28日例6半径为R的带电薄圆盘的电荷面密度为σ,并以角速度ω绕通过盘心垂直于盘面的轴转动。求圆盘中心的磁感应强度。第三十三页，共四十页，2022年，8月28日xORqrdr细圆环圆电流圆盘在中心处的磁场px解法一圆电流的磁场向外向内第三十四页，共四十页，2022年，8月28日解法二运动电荷的磁场第三十五页，共四十页，2022年，8月28日Assignments阅读教材第5057页活页作业P39-40页第三十六页，共四十页，2022年，8月28日IP.a回顾1、毕奥-萨伐尔定律磁感的大小:磁感的方向:由Idl转向r的右手螺旋方向。第三十七页，共四十页，2022年，8月28日2、直电流的磁场+aPa.无限长载流直导线b.半无限长载