第四章 磁場與磁力 1-2節(jié)

大學物理學 李國強物理與電子學院Email：gqli1980@Tel公室：B座，309室------電磁學部分考試時間順序

第四章磁力與磁場§4.1磁場§4.2點電荷受到的磁力§4.3帶電粒子在勻強磁場中的運動：垂直§4.4

帶電粒子在勻強磁場中的運動：夾角任意值§4.5在相互垂直的電場和磁場中的帶電粒子§4.6載流導線受到的磁力§4.7載流線圈受到的力矩§4.8電流激發(fā)的磁場§4.9安培定律§4.10磁介質(zhì)一、磁現(xiàn)象§1磁場司南1、磁場2500年前，古希臘漢朝（公元前202-公元220）磁鐵的磁現(xiàn)象磁極：N，S相互作用：同性相斥，異性相吸沒有磁單極磁鐵奧斯特實驗表明（1）長直流導線與之平行放置的指針受到力偏轉(zhuǎn)－電流的磁效應（2）磁針是在水平面內(nèi)偏轉(zhuǎn)的－橫向力突破了非接觸的物體之間只存在有心力的觀念－拓寬了作用力類型2、電流的磁場1820年7月相關(guān)實驗通電導線受馬蹄形磁鐵作用而運動平行通電直導線,電流同向相吸引;反向排斥螺線管與磁鐵相互作用時顯示出N極和S極3.磁場與電流的關(guān)系一系列實驗表明都存在相互作用磁鐵磁鐵電流電流4、磁場的起源物質(zhì)磁性本質(zhì)的假說，分子電流一切磁現(xiàn)象起源于運動電荷（電流）。結(jié)論不存在+-NS電荷磁單極存在5、地球的磁場的起源移動的地球磁極二、磁場1、磁場的概念：

磁場就是運動電荷激發(fā)或產(chǎn)生的一種物質(zhì)。2、基本任務：用什么物理量描寫磁場；磁場對運動電荷作用的力。運動電荷產(chǎn)生磁場的規(guī)律；3、磁感應強度B(MagneticField)

一般，1.*的方向——利用小磁針探測磁場的方向。*的大小——研究運動電荷在磁場中受力。引入運動電荷，實驗結(jié)論：xyzqPO即。

q

以同一速率沿不同方向通過P點時，所受磁力大小不同，但2.xyzqPO規(guī)定：3.與無關(guān)，只與位置有關(guān)。規(guī)定的大?。簡挝?SI)：T(特斯拉)，Gs(高斯)洛倫茲力公式可得

人體心電激發(fā)的磁場約310-10T，地球磁場約510-5T，電磁鐵約幾（十）T，超導磁鐵約幾十T，原子核附近約104T，脈沖星約108T。4、磁感應線和磁通量

磁感線上各點的切線方向表示此處磁場的方向

磁感線的疏密反映磁場的強弱1.磁場的定性描述——磁感應線（磁感線）

磁感應線的性質(zhì)與電流套連閉合曲線(磁單極子不存在)互不相交方向與電流成右手螺旋關(guān)系2、磁通量(2)、計算(1)、磁通量定義：通過磁場中某一曲面的磁感應線的數(shù)目，定義為磁通量，用Ф表示。dSc.通過任一曲面的磁通量dSdS(3)、說明規(guī)定n的方向垂直于閉合曲面向外從曲面內(nèi)穿出時，磁通量為正(θ＜π/2,cosθ＞0)從曲面出穿入時，磁通量為負(θ>π/2,cosθ<0)穿過曲面通量可直觀地理解為穿過該面的磁感應線條數(shù)單位：韋伯(wb)1Wb=1T·m2

§2.2點電荷受到的磁力1、帶電粒子在磁場中所受的力磁場力洛侖茲力的方向垂直于運動電荷的速度和磁感應強度所組成的平面，且符合右手螺旋定則。2、矢量符號：××向外向里洛侖茲(HendrikAntoonLorentz,1853-1928)1895年，洛侖茲根據(jù)物質(zhì)電結(jié)構(gòu)的假說，創(chuàng)立了經(jīng)典電子論。洛侖茲的電磁場理論研究成果，在現(xiàn)代物理中占有重要地位。洛侖茲力是洛侖茲在研究電子在磁場中所受的力的實驗中確立起來的。洛侖茲還預言了正常的塞曼效益，即磁場中的光源所發(fā)出的各譜線，受磁場的影響而分裂成多條的現(xiàn)象中的某種特殊現(xiàn)象。洛侖茲的理論是從經(jīng)典物理到相對論物理的重要橋梁，他的理論構(gòu)成了相對論的重要基礎(chǔ)。洛侖茲對統(tǒng)計物理學也有貢獻。荷蘭物理學家、數(shù)學家，因研究磁場對輻射現(xiàn)象的影響取得重要成果，與塞曼共獲1902年諾貝爾物理學獎金。例題：一個電子以速度