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文档简介

1、2020/7/30,1,静电,运动电荷,稳定电流,2020/7/30,2,3,1,电流密度,电流密度定义式,电流场所有点的电流密度大小和方向不随时间变化。2,恒定电流,稳定磁场是恒定恒流(或恒定运动的电荷)产生的磁场。与时间T无关,2020/7/30,2,基本磁学现象,1,中国的磁学贡献:第一个发现磁学现象:磁铁吸引铁,春秋战国吕氏春秋摇滚:磁铁呼唤铁,东汉王忠论解释:思南勺子最快的指南在水平面内可以自由旋转的棒状磁铁在平衡时总是指向南北方向。北方的一端称为北极或n极,导向的一端称为南极或s极。同性戏徐璐排斥,异性的磁极徐璐吸引。(3)任意分割磁铁,每一小块都有南北两极,任何磁铁总是两极同时存

2、在。(4)一些本来没有暴露自己的物质在接近或接触磁铁后有磁性,这种现象称为磁化。2020/7/30,7,自然的各种基本力可以徐璐转换。电究竟以隐秘的方式作用于磁铁吗?17世纪,吉尔伯特和库仑认为电与自己无关!1731年英国商人,闪电后,刀和叉子瓷器!1751年富兰克林,莱顿瓶放电后缝针磁化了!1812年奥斯特,2020/7/30,8,1820年四月哥本哈根大学,开机时放在边缘的磁针轻微摇晃,电流逆转时磁针的偏转度也是反电流的磁效应,I,丹麦物理学家奥斯特,电流的磁效应,2020 2,被磁场包围的电源线;电子束周围有磁场。表示:小磁针偏转,表示:相互吸引排斥偏转等,4,可以用电线桶制作小磁针偏转

3、。5、磁铁的磁场能给电线作用带来力量。6、电源线之间的强大作用;7、磁铁的磁场可以对传记线圈产生转矩效应。8、电源线圈之间的强大作用;9、天然磁铁会使电子束偏转。2020/7/30,10,3,磁场,1,磁铁,电流本质上匹配吗?安培分子电流假说:构成磁铁的最小单位是环形电流。如果这种分子循环按方向排列,宏观上是N,S极,2020/7/30,11,原子由带正电荷的原子核和绕原子核旋转的负电子组成。电子不仅绕着原子核旋转,而且旋转。原子分子等微观粒子内电子的这种运动形成了“分子循环”,这就是物质磁性的基本来源。电荷运动是所有磁现象的根源。运动电荷,运动电荷,电流,磁场,电流,2020/7/30,12

4、,2,磁场的性质,3,磁场的说明,设计实验决定了空间的磁感应强度。也就是说,从静电场到实验点电荷研究电场。通过在一定磁场中运动来测试电荷在磁场中的力,研究磁场。2020/7/30,13,牙齿运动电荷产生的磁场必须足够小,不会影响我们研究的原始磁场。牙齿电荷的先导必须足够小,到某个时间点的小位置就是几何点,所以仍然需要点电荷。,(2)实验结果:(1)运动测试电荷的要求:运动测试电荷以相同的速度通过磁场中的一点P时,电荷接收的磁力的大小不同,但磁力的方向总是垂直于电荷运动的方向。磁场的P点有一个特定的方向,即电荷向牙齿方向或相反方向运动时产生的磁力为零。与电荷本身的性质无关。在磁场的P点处,电荷沿

5、着与上述特定方向垂直的方向移动时,受的磁力最大(以Fm记录),Fm与qv的比率与Q,V无关。实验结果表明,磁场的所有点都有独特的特定方向和结晶比Fm/(qv)牙齿,与测试电荷的性质无关,反映了该点磁场的方向和强弱特性,因此在矢量函数:大小:方向:小磁针的平衡中,定义了N极方向,单位。可以想象,比奥萨巴的定律,研究思路:静电场:点电荷模型,某种电荷,(电流源在空间中产生的磁场),任意电流回路由无限多的末端相接的电流元素组成。研究思路:2020/7/30,研究思路:2020/7/30,大小:牙齿线元素的长度乘以I。方向:牙齿点线中电流的方向、矢量、电流元素和点电荷的差异,(1)点电荷可以独立存在,

6、(2)电流元素不能单独存在,恒定电流仅存在于闭合回路中。2020/7/19,例如,以下点磁强度的方向和大小,1,5点:3,7点:2,4,6,8点:比奥萨巴尔定律,2020/7/,应用于不同的对象。一个是电特性,另一个是磁特性。2020/7/30,21,(4)非误射定律的物理意义表明,所有磁现象的根源是电流(运动电荷)产生的磁场。载流导线的电流系数反映了在空间中任意点产生磁感应强度的大小和方向的关系。牙齿定律原则上可以解决所有油类导体周围空间发生的磁场分布。2020/7/30,22,根据经典电子理论,导体中电流是大量传记粒子方向运动,电流刺激磁场,实质上是运动电荷在周围空间产生磁场。A,非误射定

7、律推出运动电荷的磁场表示,电流源,(5)非误射定律的应用:2020/7/30,23,载流子总数,运动电荷产生的磁场,方向垂直于构成平面。2020/7/30,24,2020/7/30,25,示例B,通过非欧萨巴尔定律获取磁感应强度,坐标系OXY,2020/7/30,27,积分变量,2020p,R,s,t 4点,解决方案:p点,方向:2020/7/30,32,R点,s点,方向,分析:原电流中的任何电流元素,35,徐璐垂直,因此36,37,垂直于构造平面且对称。由于每对对称电流元件在P点的磁场垂直分量中徐璐抵消,因此设置了38、结论41、磁偶极矩、平面圆形电流。其面积为S,电流为I,en是圆电流的单

8、位正法线矢量。也就是说,只有当圆形电流的面积S很小或者场点离圆形电流很远时,圆形电流才能称为磁偶极。2020/7/30,42,载流弧,中心角度,中心角度,载流环,2020/7/30,43,3,载流直线螺线管轴的磁场,螺线管:圆柱面周围的螺旋线圈,螺线管贴近,半径为R,2020/7/30,44,2020/7/30,45,讨论:2020/7/30,46,注意:公式中的2020/7/30,48,如果载流子流体对称,则为P点的和大卫亚设,美国电视电视剧,美国电视电视剧,2020/7/30,49,练习:2020/所有dB的方向都相同,2020/7/30,56,2,是,磁场的计算方法,1,电流要素的磁感应

9、强度和叠加原理,节点,场强计算方法,1,点电荷场的场强和叠加原理方向为直线,电流要素,点电荷,(2)空间中两条磁力线不相交。(3)磁力线的轨道方向和电流方向之间可以分别用右手法则表示。2020/7/30,61,3,典型磁感应线,右手:拇指I方向;4手指:磁感应线方向,(1)载流长直线导线,2020/7/30,62,I,(2)载流线圈,右:4手指I方向,大拇指:磁拇指。以列印区段.,2020/7/30,66,B,字段非均匀字段,2020/7/30,67,物理意义:(2)B线闭合,头部也结束,(1)必须是通过任意闭合表面的磁通量0(因此磁场是手动的)。2020/7/30,70,磁单极子强度:质量:

10、m大小导致传统加速器能量无法生成磁单极子对。人们想在宇宙射线下发现。还没有在实验中确认磁单极子的存在。1931年,狄拉克理论上预言了磁单极子的存在。2020/7/30,71,教室练习,2020/7/30,2020/7/30,72,静电场,磁场,安培环路定理,2020/7统一,电流流动方向和闭合积分环路L的旋转,2020/7/30,75,(2)随机积分电路,2020/7/30,76,2,无电路环绕电流,2020/7/30,77,即2020/7图2020/7/30,79,(2)对公式的理解,(3)环路定理仅适用于恒定电流(闭合或无限扩展)。如果通过l边界曲面(例如S1、S2、)的电流I相同,则牙齿电流为恒定电流。2020/7/30,80,磁场没有保守性,没有势场,电场有保守性,有保守场,有势场,电力线从正电荷开始,在负电荷停止。静电场是有源的,磁力线闭合,自由磁电电荷磁场是被动场,2020/7/30,81,2,安培环路定理的应用,在现场源分布具有高对称性的情况下,利用安培环路定理计算磁感应强度。1,右边是代数式,计算方便。2,如果左边可以进化的话,b很容易找到。2020/7/30,82,困难,2,积分路径L上方或各处大小相同,方向平行于直线元素,或部分方向垂直于直线元素或部

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