恒定電流磁場

恒定電流磁場第1頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一磁鐵司南減壓球（磁鐵玩具）第2頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一絢麗多彩的北極光第3頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一磁懸浮列車（上海）第4頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一磁在日常生活的應用第5頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一磁記錄第6頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一E靜止的電荷產(chǎn)生靜電場。運動的電荷產(chǎn)生何種場？運動的電荷既產(chǎn)生電場，又產(chǎn)生磁場！空間分布不隨時間變化的電流稱為穩(wěn)恒電流。穩(wěn)恒電流產(chǎn)生的磁場的空間分布也是不隨時間變的——稱為穩(wěn)恒磁場。第7頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一一基本磁現(xiàn)象1.自然磁現(xiàn)象磁性：具有能吸引鐵磁物資（Fe、Co、Ni）的一種特性。磁體：具有磁性的物體。磁極：磁性集中的區(qū)域。磁極不能分離(正負電荷可以分離開)。地磁：地球是一個大磁體。11.1磁感應強度第8頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一地核每400年比地殼多轉(zhuǎn)一周，地球的磁極每隔幾千年會發(fā)生顛倒。地殼地核地幔NS第9頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一幾個重要實驗實驗一(奧斯特)揭示出電流可對磁針施加作用力2.基本磁現(xiàn)象第10頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一實驗二(安培)揭示出磁鐵會對電流施加作用力第11頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一實驗三(安培)揭示出載流導線之間有相互作用力相互吸引相互排斥上述現(xiàn)象都說明了：磁現(xiàn)象與運動電荷之間有著深刻的聯(lián)系。第12頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一3.安培的分子電流假說1822年安培提出了用分子電流來解釋磁性起源。一切磁現(xiàn)象都起源于電流，任何物質(zhì)的分子中都存在著環(huán)形電流（分子電流），每個分子電流就相當于一個基元磁體，當這些分子電流作規(guī)則排列時，宏觀上便顯示出磁性。第13頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一

磁場磁作用通過磁場進行磁場運動電荷(電流)運動電荷(電流)磁場磁鐵磁鐵電流電流第14頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一二磁感應強度磁感強度的定義在通電閉合回路中，取電流元電流元在磁場中的受力(1)磁場中任一點,有一特定方向，當電流元與特定方向一致時，受力為零。方向為該點磁感應強度方向。第15頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一(2)當電流元與該點磁感應強度方向垂直時，受力最大。該點磁感應強度的大小三者相互垂直,成右手螺旋關(guān)系。第16頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一(3)當電流元與磁感應強度方向為任意角度時受力大?。弘娏髟诖艌鲋惺芰Γ悍Q為安培力，式子為安培公式。第17頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一磁感應強度的單位：特斯拉地球的南、北兩極約為6×10-5T；一般永磁體約

0.05~2T；中子星磁場108T

；人體磁場10－12T；目前利用超導材料已能取得40T

的強磁場。第18頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一一、畢奧－薩伐爾定律

真空中的磁導率大?。悍较颍河衣菪▌t

磁場：取?P11.2畢奧－薩伐爾定律這里的u.相當于e.,只不過從分母挪動到分子，Idl相當于q，其他不變第19頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一任意載流導線在

p點處的磁感應強度：上式也稱為磁感應強度疊加原理。

畢奧－薩伐爾定律不能由實驗直接證明,然而由這個定律出發(fā)得到的結(jié)果都很好的和實驗相符合。P*可見是從Idl指向r第20頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一二、畢奧---沙伐爾定律的應用計算各種電流分布產(chǎn)生的磁場的磁感強度基本步驟：1)任取電流元,求出其在場點P產(chǎn)生的磁感的大小與方向；2)分析當電流元沿電流移動時，dB的方向是否變化：pα若不變,直接積分;

若變,則要將dB適當?shù)姆纸?對各分量分別積分,然后再合成起來。第21頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一例題1.載流直導線的磁場Ia解求距離載流直導線為a

處一點P的磁感應強度幾何關(guān)系Pl第22頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一(1)無限長直導線方向：右螺旋法則(2)任意形狀直導線PaI12I討論場點在直電流延長線上半無限長載流導線，場點在一端的垂線上第23頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一RxO求軸線上一點P的磁感應強度。根據(jù)對稱性方向滿足右手定則。Px例2.載流圓線圈的磁場第24頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一(2)載流圓線圈的圓心處(3)

一段圓弧在圓心處產(chǎn)生的磁場I如果由N匝圓線圈組成I(1)S磁矩定義討論第25頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一R

(3)oIIRo

(1)x推廣×o

(2)RI×第26頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一

Ad(4)*oI(5)*第27頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一如圖，求O點的磁感應強度。解練習I123RO第28頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一三、運動電荷的磁場P+qS電流元內(nèi)電荷數(shù)一個電荷產(chǎn)生的磁場電荷密度n第29頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一若，與同向。若，與反向。一個以速度

運動的電荷,在距它r

處所激勵的磁感應強度為：第30頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一Oab如圖的導線，已知電荷線密度為，當繞O點以

轉(zhuǎn)動時【解】1234線段1：O點的磁感應強度【例】【求】線段2：同理第31頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一線段3線段4Oab1234dr第32頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一例6半徑為R的帶電薄圓盤的電荷面密度為σ,并以角速度ω繞通過盤心垂直于盤面的軸轉(zhuǎn)動。求圓盤中心的磁感應強度。第33頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一xORqrdr細圓環(huán)圓電流圓盤在中心處的磁場px解法一圓電流的磁場向外向內(nèi)第34頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一解法二運動電荷的磁場第35頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一Assignments閱讀教材第5057頁活頁作業(yè)P39-40頁第36頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一IP.a回顧1、畢奧-薩伐爾定律磁感的大小:磁感的方向:由Idl轉(zhuǎn)向r的右手螺旋方向。第37頁，共40頁，2023年，2月20日，星期一2、直電流的磁場+aPa.無限長載流直導線b.半無限長載流直導