第07章靜電場(chǎng)小結(jié)08中的導(dǎo)體和電介質(zhì)09恒定磁場(chǎng)10變化電磁場(chǎng)1

1、 7-1 7-1 電荷電荷 庫(kù)侖定律庫(kù)侖定律 7-2 7-2 電場(chǎng)電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度 7-3 7-3 電通量電通量 高斯定理高斯定理 7-4 7-4 靜電場(chǎng)的環(huán)路定理靜電場(chǎng)的環(huán)路定理 電勢(shì)電勢(shì) 7-5 7-5 等勢(shì)面等勢(shì)面 電勢(shì)梯度電勢(shì)梯度 在一個(gè)孤立的帶電系統(tǒng)中，無(wú)論發(fā)生什么變化，在一個(gè)孤立的帶電系統(tǒng)中，無(wú)論發(fā)生什么變化， 系統(tǒng)所具有的正負(fù)電荷電量的代數(shù)和保持不變。系統(tǒng)所具有的正負(fù)電荷電量的代數(shù)和保持不變。 1.5 1.5 電荷守恒定律電荷守恒定律 1.4 1.4 電量及其量子化電量及其量子化 ffk q q r r q q r rr r r 2112 12 12 2 12 0 0 12

2、 12 2 12 0 12 012 12 1 4 () 真空中介電常數(shù)真空中介電常數(shù) q 1 q2 r21 F21 F12 2.2 2.2 庫(kù)侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式庫(kù)侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式 1.1.電場(chǎng)電場(chǎng) 電荷電荷電場(chǎng)電場(chǎng)電荷電荷 1.1 1.1 電場(chǎng)間相互作用的場(chǎng)的觀點(diǎn)電場(chǎng)間相互作用的場(chǎng)的觀點(diǎn): : 1.2 1.2 電場(chǎng)電場(chǎng) 電荷周圍空間存在有一種場(chǎng)，叫電場(chǎng)。靜止電荷周圍空間存在有一種場(chǎng)，叫電場(chǎng)。靜止 的電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，叫靜電場(chǎng)。的電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，叫靜電場(chǎng)。 1.3 1.3 電場(chǎng)的基本性質(zhì)電場(chǎng)的基本性質(zhì) 對(duì)處在電場(chǎng)中的電荷有力的作對(duì)處在電場(chǎng)中的電荷有力的作 用用 2.2.電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度 q0 F

3、 Q 3.3.場(chǎng)強(qiáng)疊加原理場(chǎng)強(qiáng)疊加原理 q Qi Fi P 4.4.電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算 4.1 4.1 點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng) q q0 r F 4.2 4.2 點(diǎn)電荷系的場(chǎng)強(qiáng)點(diǎn)電荷系的場(chǎng)強(qiáng) qi Ei P 4.3 4.3 電荷連續(xù)分布的帶電體的場(chǎng)強(qiáng)電荷連續(xù)分布的帶電體的場(chǎng)強(qiáng) dq E P r 體分布體分布 面分布面分布 線分布線分布 體分布體分布面分布面分布線分布線分布 1.1.電場(chǎng)線電場(chǎng)線 1) 1) 曲線任上一點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向；曲線任上一點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向； 2) 2) 曲線的疏密表示該點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大?。呵€的疏密表示該點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小： 在電場(chǎng)中畫(huà)一系

4、列曲線，使得在電場(chǎng)中畫(huà)一系列曲線，使得 1.1 1.1 電場(chǎng)線的概念電場(chǎng)線的概念 E1E2 E3 1.2 1.2 靜電場(chǎng)中電場(chǎng)線的性質(zhì)靜電場(chǎng)中電場(chǎng)線的性質(zhì) 1）電場(chǎng)線起始于正電荷，終止于負(fù)電荷；）電場(chǎng)線起始于正電荷，終止于負(fù)電荷； 2）電場(chǎng)線永不閉合；）電場(chǎng)線永不閉合； 3）電場(chǎng)線永不相交。）電場(chǎng)線永不相交。 + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - + + 閉合曲面閉合曲面: : （c）一般情況 (d) E E en dS (c) 3.3.高斯定理高斯定理 在真空中，通過(guò)任一閉合曲面的電通量等于該在真空中，通過(guò)任一閉合曲面的電通量等于該 曲面

5、所包圍的所有電荷的代數(shù)和的曲面所包圍的所有電荷的代數(shù)和的1/ o倍。倍。 4.4.高斯定理的應(yīng)用高斯定理的應(yīng)用 計(jì)算具有對(duì)稱分布的電荷系（其場(chǎng)強(qiáng)分布也具計(jì)算具有對(duì)稱分布的電荷系（其場(chǎng)強(qiáng)分布也具 有相應(yīng)的對(duì)稱性）的場(chǎng)強(qiáng)有相應(yīng)的對(duì)稱性）的場(chǎng)強(qiáng) 解題要點(diǎn)：解題要點(diǎn)： 1）適當(dāng)選擇閉合面（高斯面）適當(dāng)選擇閉合面（高斯面） 2) 計(jì)算計(jì)算 3) 計(jì)算計(jì)算 1.1 1.1 靜電場(chǎng)力是保守力靜電場(chǎng)力是保守力 點(diǎn)電荷電場(chǎng)：點(diǎn)電荷電場(chǎng)： 1.1.靜電場(chǎng)的環(huán)路定理靜電場(chǎng)的環(huán)路定理 a b rb ra q E + q0 任意電荷系的電場(chǎng)：任意電荷系的電場(chǎng)： Wi與運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)與運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān) Wab與運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)與運(yùn)

6、動(dòng)路徑無(wú)關(guān) qi q0 a b F 靜電場(chǎng)力作功只與試驗(yàn)電荷的始末位置有關(guān)，靜電場(chǎng)力作功只與試驗(yàn)電荷的始末位置有關(guān)， 而與運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)，即靜電力是保守力。而與運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)，即靜電力是保守力。 結(jié)論：結(jié)論： 1.2 1.2 靜電場(chǎng)的環(huán)路定理靜電場(chǎng)的環(huán)路定理 靜電場(chǎng)是一種無(wú)旋場(chǎng)靜電場(chǎng)是一種無(wú)旋場(chǎng)其電場(chǎng)線永不閉合。其電場(chǎng)線永不閉合。 2.1 2.1 電勢(shì)能電勢(shì)能 若場(chǎng)源電荷分布在有限區(qū)域內(nèi)，通常選若場(chǎng)源電荷分布在有限區(qū)域內(nèi)，通常選 取無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)能的零點(diǎn)，則取無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)能的零點(diǎn)，則 （任意路徑）（任意路徑） 2.2.電勢(shì)能電勢(shì)能 電勢(shì)與電勢(shì)差電勢(shì)與電勢(shì)差 q0 a b F （任意路徑）（任意路

7、徑） 2.2 2.2 電勢(shì)電勢(shì) （任意路徑）（任意路徑） （任意路徑）（任意路徑） 2.3 2.3 電勢(shì)差電勢(shì)差 （任意路徑）（任意路徑） 3.3.電勢(shì)疊加原理電勢(shì)疊加原理 UE dlEdlEdlU UU q r a a i i a i a i i i i i i ii () 4 UE dlEdlEdlU UU q r a a i i a i a i i i i i i ii () 4 電荷連續(xù)分布帶電體：電荷連續(xù)分布帶電體： EEi i 4.4.電勢(shì)的計(jì)算電勢(shì)的計(jì)算 4.1 4.1 從點(diǎn)電荷電勢(shì)和電勢(shì)疊加原理計(jì)算電勢(shì)從點(diǎn)電荷電勢(shì)和電勢(shì)疊加原理計(jì)算電勢(shì) 點(diǎn)電荷的電勢(shì)：點(diǎn)電荷的電勢(shì)： q a +

8、 rP 點(diǎn)電荷系的電勢(shì)點(diǎn)電荷系的電勢(shì) 電荷連續(xù)分布的帶電體的電勢(shì)電荷連續(xù)分布的帶電體的電勢(shì) dq a r 4.2 4.2 從電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算電勢(shì)從電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算電勢(shì) 1）運(yùn)用高斯定理電場(chǎng)的分布：）運(yùn)用高斯定理電場(chǎng)的分布： 2) 通過(guò)電場(chǎng)強(qiáng)度的積分計(jì)算電勢(shì)：通過(guò)電場(chǎng)強(qiáng)度的積分計(jì)算電勢(shì)： 1.1.等勢(shì)面等勢(shì)面 1.1 1.1 等勢(shì)面的概念等勢(shì)面的概念 靜電場(chǎng)中，電勢(shì)相等的點(diǎn)所組成的曲面稱為靜電場(chǎng)中，電勢(shì)相等的點(diǎn)所組成的曲面稱為 等勢(shì)面：等勢(shì)面： 電場(chǎng)中不同電勢(shì)值的等勢(shì)面構(gòu)成等勢(shì)面族。電場(chǎng)中不同電勢(shì)值的等勢(shì)面構(gòu)成等勢(shì)面族。 在畫(huà)等勢(shì)面族時(shí)，通常規(guī)定相鄰兩等勢(shì)面之間的在畫(huà)等勢(shì)面族時(shí)，通常規(guī)定相鄰兩等勢(shì)面之間

9、的 電勢(shì)差相等。電勢(shì)差相等。 1.2 1.2 等勢(shì)面的性質(zhì)等勢(shì)面的性質(zhì) 1）等勢(shì)面與電場(chǎng)線處處正交；）等勢(shì)面與電場(chǎng)線處處正交； 2）電場(chǎng)線指向電勢(shì)降低的方向；）電場(chǎng)線指向電勢(shì)降低的方向； 3）等勢(shì)面和電場(chǎng)線密集處場(chǎng)強(qiáng)量值大，稀疏處場(chǎng)強(qiáng)）等勢(shì)面和電場(chǎng)線密集處場(chǎng)強(qiáng)量值大，稀疏處場(chǎng)強(qiáng) 量值小。量值小。 + 2.2.電勢(shì)梯度電勢(shì)梯度 b en dl E V a V+dV 3 3由電勢(shì)的梯度求電場(chǎng)強(qiáng)度由電勢(shì)的梯度求電場(chǎng)強(qiáng)度 8-1 8-1 導(dǎo)體的靜電平衡性質(zhì)導(dǎo)體的靜電平衡性質(zhì) 8-2 8-2 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)靜電場(chǎng)中的電介質(zhì) 8-3 8-3 電容和電容器電容和電容器 8-4 8-4 靜電場(chǎng)的能量靜電場(chǎng)的

10、能量 (b) E=0 (c) F E0 (a) -e 1.2 1.2 導(dǎo)體的靜電平衡過(guò)程導(dǎo)體的靜電平衡過(guò)程 2.2.導(dǎo)體靜電平衡時(shí)的性質(zhì)導(dǎo)體靜電平衡時(shí)的性質(zhì) 電荷：電荷： 1）導(dǎo)體內(nèi)部無(wú)處處無(wú)未抵消的凈電荷存在，電荷）導(dǎo)體內(nèi)部無(wú)處處無(wú)未抵消的凈電荷存在，電荷 只分布在導(dǎo)體表面。只分布在導(dǎo)體表面。 3 3）對(duì)孤立導(dǎo)體，導(dǎo)體表面曲率越大的地方，電荷）對(duì)孤立導(dǎo)體，導(dǎo)體表面曲率越大的地方，電荷 密度越大，電場(chǎng)強(qiáng)度也越大，反之越小。密度越大，電場(chǎng)強(qiáng)度也越大，反之越小。 導(dǎo)體內(nèi)部無(wú)凈電荷導(dǎo)體內(nèi)部無(wú)凈電荷 導(dǎo)體表面電荷面密度與曲率的關(guān)系導(dǎo)體表面電荷面密度與曲率的關(guān)系 3.3.空腔導(dǎo)體空腔導(dǎo)體 3.1 3.1

11、 腔內(nèi)無(wú)電荷的情況腔內(nèi)無(wú)電荷的情況 1）腔內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，不管外界的電場(chǎng)怎樣。）腔內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，不管外界的電場(chǎng)怎樣。 2）電荷只分布在外表面上，內(nèi)表面處處無(wú)電荷。）電荷只分布在外表面上，內(nèi)表面處處無(wú)電荷。 實(shí)心導(dǎo)體與空心導(dǎo)體等效實(shí)心導(dǎo)體與空心導(dǎo)體等效 3.2 3.2 腔內(nèi)有電荷的情況腔內(nèi)有電荷的情況 空腔內(nèi)表面所帶電荷與腔內(nèi)帶電體所帶電荷的空腔內(nèi)表面所帶電荷與腔內(nèi)帶電體所帶電荷的 代數(shù)和為零。代數(shù)和為零。 3.3 3.3 靜電屏蔽靜電屏蔽 內(nèi)屏蔽：內(nèi)屏蔽： 外屏蔽：外屏蔽： H+ H+ H+ H+ C-4 無(wú)極分子：CH4 有極分子：H2O H+H+ O- 1.1 1.1 電介質(zhì)電介質(zhì)

12、分子中的正負(fù)電荷束縛很緊，介質(zhì)內(nèi)部幾乎分子中的正負(fù)電荷束縛很緊，介質(zhì)內(nèi)部幾乎 沒(méi)有自沒(méi)有自 由電荷。由電荷。 1.1.電介質(zhì)的極化電介質(zhì)的極化 電介質(zhì)電介質(zhì) + + + E0 E0 + + + + + + + + + E0 + + + E0 1.2 1.2 電介質(zhì)的極化過(guò)程電介質(zhì)的極化過(guò)程 無(wú)極分子的位移極化無(wú)極分子的位移極化 有極分子的轉(zhuǎn)向極化有極分子的轉(zhuǎn)向極化 在外電場(chǎng)的作用下，介質(zhì)表面產(chǎn)生電荷的現(xiàn)在外電場(chǎng)的作用下，介質(zhì)表面產(chǎn)生電荷的現(xiàn) 象稱為電介質(zhì)的極化。象稱為電介質(zhì)的極化。 電介質(zhì)的極化的結(jié)果：電介質(zhì)的極化的結(jié)果： 電介質(zhì)的極化：電介質(zhì)的極化： 2. 2. 極化強(qiáng)度與極化電荷極化強(qiáng)度與

13、極化電荷 描述電介質(zhì)的極化程度的物理量。描述電介質(zhì)的極化程度的物理量。 （Cm-2） 電極化強(qiáng)度為矢量。電極化強(qiáng)度為矢量。 2.1 2.1 極化強(qiáng)度極化強(qiáng)度 設(shè)設(shè) V內(nèi)內(nèi)各分子電偶極矩都相同：各分子電偶極矩都相同： 則則 極化面電荷與極化強(qiáng)度的關(guān)系：極化面電荷與極化強(qiáng)度的關(guān)系： P S en P 3.3.電位移矢量電位移矢量 電介質(zhì)中的高斯定理電介質(zhì)中的高斯定理 1.1 1.1 電位移矢電位移矢 量量 在靜電場(chǎng)中，通過(guò)任意閉合曲面的電位移通量在靜電場(chǎng)中，通過(guò)任意閉合曲面的電位移通量 等于該曲面所包圍的等于該曲面所包圍的自由電荷自由電荷的代數(shù)和。的代數(shù)和。 1.2 1.2 電介質(zhì)中的高斯定理電介

14、質(zhì)中的高斯定理 線性且各向同性的電介質(zhì)：線性且各向同性的電介質(zhì)： 一般情況：一般情況： 1.4 1.4 用高斯定律計(jì)算有電介質(zhì)時(shí)的電場(chǎng)強(qiáng)度用高斯定律計(jì)算有電介質(zhì)時(shí)的電場(chǎng)強(qiáng)度 1.1.孤立導(dǎo)體的電容孤立導(dǎo)體的電容 單位單位: : C決定于導(dǎo)體的形狀、大小及周圍的電介質(zhì)，與決定于導(dǎo)體的形狀、大小及周圍的電介質(zhì)，與 導(dǎo)體帶電荷無(wú)關(guān)。導(dǎo)體帶電荷無(wú)關(guān)。 2.2.電容器的電容電容器的電容 空腔導(dǎo)體空腔導(dǎo)體B與其腔內(nèi)的導(dǎo)體與其腔內(nèi)的導(dǎo)體A組成的導(dǎo)體系，組成的導(dǎo)體系， 叫做叫做電容器電容器，A、B為電容器的兩極板，導(dǎo)體為電容器的兩極板，導(dǎo)體A、B 相對(duì)兩表面上所帶的等值異號(hào)的電荷量為電容器所相對(duì)兩表面上所帶的

15、等值異號(hào)的電荷量為電容器所 帶的電量。帶的電量。 2.1 2.1 電容器電容器 -q +q 電容器電容器 B A 2.2 2.2 電容器的電容電容器的電容 計(jì)算要點(diǎn)：計(jì)算要點(diǎn)： 3.3.電容器電容的計(jì)算電容器電容的計(jì)算 2）計(jì)算極板間的電勢(shì)差：）計(jì)算極板間的電勢(shì)差： 1）設(shè)電容器帶電）設(shè)電容器帶電 q ，求極板間場(chǎng)強(qiáng)分布：，求極板間場(chǎng)強(qiáng)分布： 3）由電容器電容定義計(jì)算）由電容器電容定義計(jì)算 電容：電容： 3.1 3.1 平板電容器的電容平板電容器的電容 + + + + + + + + + - - - - - - - - - B A O d x 3.2 3.2 球形電容器的電容球形電容器的電容

16、RB RA O q -q l RA RB O q-q 3.3 3.3 圓柱形電容器的電容圓柱形電容器的電容 9-1 9-1 恒定電流恒定電流 電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì) 9-2 9-2 磁場(chǎng)磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度 9-3 9-3 畢奧畢奧薩伐爾定律薩伐爾定律 9-4 9-4 磁場(chǎng)中的高斯定理磁場(chǎng)中的高斯定理 9-5 9-5 安培環(huán)路定理安培環(huán)路定理 9-6 9-6 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用 9-7 9-7 磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線的作用磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線的作用 9-8 9-8 磁介質(zhì)磁介質(zhì)( (簡(jiǎn)介）簡(jiǎn)介） 電流強(qiáng)度與電流密度電流強(qiáng)度與電流密度 電流電流 電流強(qiáng)度電流強(qiáng)度 電流：電流：導(dǎo)體內(nèi)的載流子定

17、向運(yùn)動(dòng)而形成電流。導(dǎo)體內(nèi)的載流子定向運(yùn)動(dòng)而形成電流。 形成電流的條件：形成電流的條件： 1）導(dǎo)體中有載流子；）導(dǎo)體中有載流子； 2）導(dǎo)體中有電場(chǎng)存在或?qū)w兩端有電勢(shì)差。）導(dǎo)體中有電場(chǎng)存在或?qū)w兩端有電勢(shì)差。 I dq dt 電流強(qiáng)度：電流強(qiáng)度：?jiǎn)挝粫r(shí)間里通過(guò)導(dǎo)體某一截面的電量：?jiǎn)挝粫r(shí)間里通過(guò)導(dǎo)體某一截面的電量： 電流密度電流密度 dI dS 通過(guò)垂直于正電荷運(yùn)動(dòng)方向的單位面積的電流強(qiáng)度通過(guò)垂直于正電荷運(yùn)動(dòng)方向的單位面積的電流強(qiáng)度: dI dS n 0 電流密度為矢量電流密度為矢量, , 導(dǎo)體中某點(diǎn)電流密度的方向?qū)w中某點(diǎn)電流密度的方向 沿該點(diǎn)正電荷運(yùn)動(dòng)的速度方向沿該點(diǎn)正電荷運(yùn)動(dòng)的速度方向: :

18、 電流密度反映了電流在載流導(dǎo)體內(nèi)的分布電流密度反映了電流在載流導(dǎo)體內(nèi)的分布: : dI dS n 0 電流線電流線: : 形象反映導(dǎo)體中電流的分布。形象反映導(dǎo)體中電流的分布。 電流強(qiáng)度與電流密度的關(guān)系電流強(qiáng)度與電流密度的關(guān)系: 電流與載流子的運(yùn)動(dòng)的關(guān)系電流與載流子的運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 I UU R 12 歐姆定律歐姆定律 dR dl S dl S R = 不均勻?qū)w不均勻?qū)w dR dl S dl S R = 歐姆定律及其微分形式歐姆定律及其微分形式 歐姆定律的微分形式歐姆定律的微分形式 dI UUdU R dIdS R dl dS UUdUEdl E () ,() 電源及電源電動(dòng)勢(shì)電源及電源電動(dòng)勢(shì)

19、非靜電力非靜電力 非靜電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)非靜電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng) 能提供非靜電力以把其它形式的能量轉(zhuǎn)化為電能提供非靜電力以把其它形式的能量轉(zhuǎn)化為電 能的裝置。能的裝置。 電源電源 電源的電動(dòng)勢(shì)電源的電動(dòng)勢(shì) 在電源內(nèi)將單位正電荷從負(fù)極移動(dòng)到正極的過(guò)在電源內(nèi)將單位正電荷從負(fù)極移動(dòng)到正極的過(guò) 程中非靜電力所作的功：程中非靜電力所作的功： 閉合回路的電動(dòng)勢(shì)：閉合回路的電動(dòng)勢(shì)： 磁現(xiàn)象的本質(zhì)磁現(xiàn)象的本質(zhì) 磁現(xiàn)象都起源于運(yùn)動(dòng)電荷（電流），磁相互作磁現(xiàn)象都起源于運(yùn)動(dòng)電荷（電流），磁相互作 用的本質(zhì)是運(yùn)動(dòng)電荷（電流）之間的相互作用。用的本質(zhì)是運(yùn)動(dòng)電荷（電流）之間的相互作用。 分子環(huán)流：分子環(huán)流：電子繞原子核運(yùn)動(dòng)和電子自旋所形成

20、。電子繞原子核運(yùn)動(dòng)和電子自旋所形成。 磁場(chǎng)磁場(chǎng) 磁相互作用的場(chǎng)的觀點(diǎn)磁相互作用的場(chǎng)的觀點(diǎn) 磁場(chǎng)磁場(chǎng) 磁場(chǎng)的的基本性質(zhì)磁場(chǎng)的的基本性質(zhì) 對(duì)處在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)電荷（電流）產(chǎn)生作用力對(duì)處在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)電荷（電流）產(chǎn)生作用力. 運(yùn)動(dòng)電荷（電流）周圍空間存在的一種場(chǎng)。運(yùn)動(dòng)電荷（電流）周圍空間存在的一種場(chǎng)。 運(yùn)動(dòng)電荷運(yùn)動(dòng)電荷磁場(chǎng)磁場(chǎng) 運(yùn)動(dòng)電荷運(yùn)動(dòng)電荷 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度 定義磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小：定義磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?定義磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向：定義磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向： + v F Fmax max q0 畢奧畢奧薩伐爾定律薩伐爾定律 dB Idlr r r r r 0 0 2 0 4 () 電流元電流元: 畢奧畢

21、奧薩伐爾定律薩伐爾定律 (o= 410-7 TmA-1) Idl P r dB 大小 方向滿足右手螺旋定則 : sinsin (, ) :, dBk Idl r Idl r Idl r dB Idl dB r 2 2 0 2 4 dq dE r 電荷元的電場(chǎng)具有球?qū)ΨQ性電荷元的電場(chǎng)具有球?qū)ΨQ性 電荷元的電場(chǎng)具有球?qū)ΨQ性，電流元的磁場(chǎng)具電荷元的電場(chǎng)具有球?qū)ΨQ性，電流元的磁場(chǎng)具 有軸對(duì)稱性有軸對(duì)稱性 BdB Idlr r 0 0 2 4 一段電流的磁感應(yīng)強(qiáng)度：一段電流的磁感應(yīng)強(qiáng)度： B qvr r 4 0 2 矢量式：矢量式： 勻速運(yùn)動(dòng)點(diǎn)電荷的磁場(chǎng)勻速運(yùn)動(dòng)點(diǎn)電荷的磁場(chǎng) 磁通量磁通量 閉合曲面：閉合

22、曲面： 通過(guò)磁場(chǎng)中某一曲面的磁感應(yīng)線數(shù)的代數(shù)和通過(guò)磁場(chǎng)中某一曲面的磁感應(yīng)線數(shù)的代數(shù)和: B en dS 磁場(chǎng)的高斯定理磁場(chǎng)的高斯定理 穿過(guò)磁場(chǎng)中任意封閉曲面的磁通量為零：穿過(guò)磁場(chǎng)中任意封閉曲面的磁通量為零： 高斯定理表明，磁場(chǎng)是無(wú)源場(chǎng)高斯定理表明，磁場(chǎng)是無(wú)源場(chǎng). . 安培環(huán)路定理安培環(huán)路定理 H dlIi i l ( ) I1 I3 I2 L 安培環(huán)路定理的應(yīng)用安培環(huán)路定理的應(yīng)用 求解具有對(duì)稱性的磁場(chǎng)分布求解具有對(duì)稱性的磁場(chǎng)分布 解題要點(diǎn)解題要點(diǎn) 洛侖茲力洛侖茲力 一般情況：一般情況： B v q 結(jié)論結(jié)論: d 平行電流間電流相互作用力平行電流間電流相互作用力 “安培安培”的定的定 義義 平

23、行電流間電流相互作用力平行電流間電流相互作用力 dfB I dl I I a dl 211222 12 2 2 df dl I I a 21 2 12 2 同理同理 df dl I I a 12 1 12 2 方向：方向：同向相吸，異向相斥。同向相吸，異向相斥。 電流單位電流單位“安培安培”的定的定 義義 df dl I I a 12 2 載流線圈所受的磁力矩載流線圈所受的磁力矩 矩形線圈：矩形線圈： (a) a d b c l1 l2 O I B F2 (b) d (c) O a (b) 10-1 10-1 電磁感應(yīng)基本定律電磁感應(yīng)基本定律 10-2 10-2 動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) 感生電動(dòng)

24、勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì) 10-3 10-3 自感和互感自感和互感 結(jié)論：結(jié)論： 當(dāng)通過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中當(dāng)通過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中 有電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生(從而從而回路中有回路中有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生產(chǎn)生)，這，這 種現(xiàn)象稱為種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 當(dāng)通過(guò)回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中產(chǎn)生當(dāng)通過(guò)回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中產(chǎn)生 的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與穿過(guò)回路的磁通量對(duì)時(shí)間的變化率的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與穿過(guò)回路的磁通量對(duì)時(shí)間的變化率 成正比：成正比： 多匝回路：多匝回路： ik d dt ik d dt 楞次定律楞次定律 閉合回路中的

25、感應(yīng)電流的方向，總是使得感應(yīng)閉合回路中的感應(yīng)電流的方向，總是使得感應(yīng) 電流所產(chǎn)生的通過(guò)回路的磁通量去補(bǔ)償引起感應(yīng)電電流所產(chǎn)生的通過(guò)回路的磁通量去補(bǔ)償引起感應(yīng)電 流的磁通量的變化。流的磁通量的變化。 楞次定律的本質(zhì)是能量守恒定律。楞次定律的本質(zhì)是能量守恒定律。 a R b c d I v F ik d dt I t B m t 電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律比例常數(shù)為的證明：比例常數(shù)為的證明： 產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力 洛倫茲力洛倫茲力 動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)：動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)：由于導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)由于導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn) 生的電動(dòng)勢(shì)。生的電動(dòng)勢(shì)。 產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力：產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力： 動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) 計(jì)算動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的的一般公式計(jì)算動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的的一般公式 動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算 dvBdlvBdl v B EdlEvB kk ()sincos ( ,) (,)() ab a b a b dvBdl () dl a b 麥克斯韋關(guān)于感生電場(chǎng)的假設(shè)麥克斯韋關(guān)于感生電場(chǎng)的假設(shè) 麥克斯韋的假設(shè)：麥克斯韋的假設(shè)： 變化的磁場(chǎng)在周圍空間要激變化的磁場(chǎng)在周圍空間要激 發(fā)電場(chǎng)，這種電場(chǎng)稱為發(fā)電場(chǎng)，這種電場(chǎng)稱為感生電場(chǎng)。感生電場(chǎng)。 感生電場(chǎng)的基本性質(zhì)：感生電場(chǎng)的基本性質(zhì)： 1 1）感生電場(chǎng)對(duì)處在