电流和恒磁场

关于电流和恒磁场1第1页，讲稿共16页，2023年5月2日，星期三2§10-1.恒定电流条件和导电规律一、电流强度和电流密度：1.电流的形成：带电粒子(—载流子)的定向运动形成电流。载流子金属导体—自由电子相对导体作有规则的定向运动电解质溶液—正、负离子作有规则的定向运动2.产生电流的条件：(1)存在电场(导体两端形成电势差)；(2)有可移动的自由电荷第2页，讲稿共16页，2023年5月2日，星期三33.电流的方向：规定(习惯)：正载流子流动的方向为电流的方向。导体中电流的方向总是沿着电场方向，从高电势指向低电势处自由电子移动的方向由低电势到高电势∴电流的方向与自由电子移动的方向恰恰相反。二、电流强度：1.定义：单位时间内通过导体任一横截面的电量。第3页，讲稿共16页，2023年5月2日，星期三42.电流强度的方向：I—标量方向—只表示载流子在导体内移动的去向正电流：正载流子流动的方向负电流：负载流子流动的方向3.电流强度的单位：SI制中：A(安培)三、电流密度矢量

当导体粗细不均匀时，导体的不同部分电流大小和方向都不一样，形成一定分布，还须引入能够描述电流分布的物理量—电流密度矢量。第4页，讲稿共16页，2023年5月2日，星期三51.定义：大小：方向：与正载流子流动方向同—通过单位面积的电流强度等于该处电流密度矢量沿该面元法向分量。2.单位：A·m–2(安培/米2)3.通过任意面积的电流：—通量关系4.电流场：形成的矢量场—电流场第5页，讲稿共16页，2023年5月2日，星期三65.电流线：曲线上每点电流的分布与方向相同。6.电流管：电流线围成的区域。四、电流的连续性方程及恒定电流的条件：1.连续性方程：对闭合曲面S：—连续性方程(单位时间S包围电量减少)第6页，讲稿共16页，2023年5月2日，星期三72.稳恒电流：电流场不随时间变化的电流激发电场—恒定电场3.稳恒电流的条件：四、导体的电阻：(Ω)导体的电阻率：五、欧姆定律：微分形式：电导率：第7页，讲稿共16页，2023年5月2日，星期三8六、电功率与焦耳定律：1.电功率：A=I

U

t=I2

R

t2.电热效应：Q=A=I2

R

t3.焦耳定律：P=I2

R

P=σE2

—微分形式七、电动势：—环路定理—非静电性电场的电场强度第8页，讲稿共16页，2023年5月2日，星期三9§10-2磁场和磁感应强度一、磁现象：1.磁极：北极N南极S同磁极排斥异磁极相吸方向：从N指向S磁场力—对处在其中的磁极或运动电荷的作用2.磁现象的产生：电流激发磁场磁性的起源分子中存在环形电流—分子电流(经典)自旋磁矩(量子)第9页，讲稿共16页，2023年5月2日，星期三10二、磁感应强度：1.磁感应强度大小：2.磁感应强度的指向：规定的方向：与q0的速度方向及受力方向满足右手螺旋关系3.磁感应强度的单位：N·S·C-1·m-1、V·S·m-2、N·A-1·m-1T=N·A-1·m-1—特斯拉第10页，讲稿共16页，2023年5月2日，星期三11三、磁感应线和磁通量：1.磁感应线：

磁感应线上每一点的切线方向与该点的磁感应强度同向。2.磁感应线与电流的关系：右手螺旋关系3.磁通量：ΦB的单位：T·m2、Wb第11页，讲稿共16页，2023年5月2日，星期三12§10-3.毕奥—萨伐尔定律一、电流元矢量：·二、产生的磁感应强度：L—毕奥-萨伐尔定律第12页，讲稿共16页，2023年5月2日，星期三13三、整个载流导线在P点产生的磁感应强度：第13页，讲稿共16页，2023年5月2日，星期三14§10-4.磁场的高斯定理和环路定理一、磁场的高斯定理：∵每一条磁感应线都是头尾相接的闭合圈∴穿过或穿出闭合曲面S的磁感应线的净条数等于零即：在由电流元

产生的磁场中，任意闭合曲面的磁通量等于零。由叠加原理：第14页，讲稿共16页，2023年5月2日，星期