第一節(jié)磁感強度

1、第一次課： 2學時1 題目： §6.1 磁感應強度§6.2 磁場對運動電荷的作用力§6.3 磁介質2 目的： 1 掌握磁感應強度的概念。了解畢奧薩伐爾定律。能運用常用的幾個典型載流導線磁場分布和疊加原理計算簡單問題的磁場。 2 理解磁通量的概念。 3 理解洛倫茲力公式，能分析點電荷在勻強磁場中的受力和運動。了解安培定律。 4 了解磁場強度，了解在各向同性均勻介質中 和 之間的關系。 5 了解磁介質磁化現(xiàn)象，了解鐵磁質的特點。 一、引入課題：磁力也是電荷之間的一種相互作用力。關于電荷之間的相互作用力有（1）靜止電荷對靜止電荷的作用力。（2）運動電荷對靜止電荷的作用力

2、。（3）靜止電荷對運動電荷的作用力。（4）運動電荷對運動電荷的作用力。與受力電荷的運動速度有關的力叫磁力。對于磁力也引入一種場磁場來加以描述。磁場的強弱以磁感應強度表示，它需借助于運動電荷受的力來判定。 電場和磁場的描述既然都有賴于電荷的速度，而速度又和參考系有關。可見，電場和磁場的描述將隨參考系的不同而不同。這就是說電磁場是統(tǒng)一的整體，而分為電場和磁場加以描述只具有相對的意義，狹義相對論可以說明這種相對性。二、講授新課：§6.1 磁感強度人們用磁感強度 B描述磁場的大小和方向，分別用電流和運動電荷定義磁感應強度。 用運動電荷定義B由實驗：電荷q以速度 u 在磁場中運動時，將受到作用

3、力Fm，稱作洛侖茲力。大?。悍较颍河沂侄▌t設帶電量為q，速度為v 的運動試探電荷FmÄqÅ處于磁場中，實驗發(fā)現(xiàn)：1） 當運動電荷的速度方向與該點小磁針N極的指向平行時，運動電荷不受磁力作用。2） 當運動電荷的速度方向與該點小磁針 N 極的指向不平行時，運動電荷將受磁力作用。所受磁力的大小隨電荷運動方向與磁針 N 極夾角的改變而改變。當夾角為時，運動電荷所受磁力最大。3） 運動電荷所受最大磁力正比于電荷電量q與速度v的乘積。4） 運動電荷所受磁力的方向與運動電荷的速度方向和該點小磁針 N 極的指向所確定的平面垂直。磁力的方向還與運動電荷的正負有關。一、磁感應強度B 的定義1

4、B的定義(之一)欲知磁場中某點P的B，在該點放一運動電荷q；讓q以不同的u (大小、方向)運動，并測出它相應的受力Fm；FmB =qusinaB的大?。嚎捎上率酱_定 qu(Fm)最大B =當a = 90°時，有B的方向：q不受力時的運動方向(或反方向)，即為該點B的方向，其具體指向可由q在其它方向運動時的u 和Fm的方向根據(jù)洛侖茲力式來確定。正電荷通過磁場中某點受力為零時，且其運動方向與該點小磁針N極的指向相同，規(guī)定這個方向為該點磁感應強度 B的方向。 二、畢奧薩伐爾定律B的定義(之二)1820年，實驗得出載流導線周圍磁場與電流的關系載流導線中的電流為I，在電流上取長為dl的定向線元

5、，規(guī)定dl 的方向與電流的方向相同，Idl 為電流元。電流元在給定點所產(chǎn)生的磁感應強度的大小與Idl成正比，與到電流元的距離平方成反比，與電流元和矢徑夾角的正弦成正比。標量式式中：r真空中的磁導率則畢奧薩伐爾定律的矢量式：微分形式積分形式方向：右手定則，由Idl ´ r 決定大?。?若q =0或 p，則dB=0，即電流元在其直線延長線方向不產(chǎn)生磁場。若q = p/2，則dB最大(其它因素不變的情形下)為 三、由畢奧薩伐爾定律求磁感應強度方法：(1)將電流分解為無數(shù)個電流元(2)由電流元求dB (據(jù)畢薩定律)(3)對dB積分求B = òdB 注意：矢量積分須化作分量積分去做：

6、Bx = òdBx ；By = òdBy ；Bz = òdBza例6-1 判斷下列各點磁感應強度的方向和大小.edgbhf+解： 各點磁感應強度方向如圖所示各點磁感應強度大?。篶a、b 點 ：c、d點：e、f、g、h 點 ：例6-2 設在半徑為R的載流圓弧上通以電流為I，求圓心O處的磁感應強度。解： 各電流元產(chǎn)生的磁場dB方向相同，均垂直版面向里 RaboRI討論：1）載流圓線圈中心的磁感應強度大小oRI2）半個載流圓周3）任一載流圓弧IoRab 例6-3 載流直導線周圍的磁場. 已知：I ，a，q1，q2 求：解：各電流元產(chǎn)生的磁場B方向相同，均垂直版面向里 ·PdrIdlqq2q1ÄdBol由圖知 聯(lián)立代入上式 B的方向垂直版面向里Ä討論：1）無限長載流長直導線的磁場.II電流與磁感應強度成右螺旋關系2）半無限長載流長直導線的磁場P*PP3）延長線上一點的磁場四、磁感線在磁場中畫一組有方向的曲線，來形象的描述磁場在空間的分布，這一組曲線稱為磁場線。規(guī)定： （1）曲線上任一點的切線方向與該點的磁感強 度 B 的方向一致；（2）曲線的疏密程度表示該點的B 的大小。性質： （1）任意兩條磁感線不能相交；（2）磁感線是閉合曲線；（