第6章-穩(wěn)恒磁場(chǎng)-1.

1、穩(wěn)恒磁場(chǎng)穩(wěn)恒磁場(chǎng)穩(wěn)穩(wěn) 恒恒 磁磁 場(chǎng)場(chǎng)靜止的電荷周?chē)嬖陔妶?chǎng)，而運(yùn)動(dòng)的電荷周?chē)坏徐o止的電荷周?chē)嬖陔妶?chǎng)，而運(yùn)動(dòng)的電荷周?chē)坏须妶?chǎng)而且還存在磁場(chǎng)電場(chǎng)而且還存在磁場(chǎng)電磁場(chǎng)電磁場(chǎng)。穩(wěn)恒電流穩(wěn)恒電流( (或相對(duì)參考系以恒定速度運(yùn)動(dòng)的電荷或相對(duì)參考系以恒定速度運(yùn)動(dòng)的電荷) )激發(fā)激發(fā)穩(wěn)恒磁場(chǎng)穩(wěn)恒磁場(chǎng)不隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)的規(guī)律和性質(zhì)。不隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)的規(guī)律和性質(zhì)。主要內(nèi)容主要內(nèi)容介紹電流激發(fā)磁場(chǎng)的規(guī)律介紹電流激發(fā)磁場(chǎng)的規(guī)律畢奧畢奧薩伐爾定律薩伐爾定律；反映磁場(chǎng)性質(zhì)的基本定理磁場(chǎng)的高斯定理和安反映磁場(chǎng)性質(zhì)的基本定理磁場(chǎng)的高斯定理和安 培環(huán)路定理；培環(huán)路定理；磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流的作用力磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、

2、電流的作用力 洛倫茲力洛倫茲力、安培力安培力。引入描述磁場(chǎng)的基本物理量引入描述磁場(chǎng)的基本物理量磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度 ；B本章研究方法與靜電場(chǎng)非常相似，應(yīng)有意識(shí)地對(duì)比。本章研究方法與靜電場(chǎng)非常相似，應(yīng)有意識(shí)地對(duì)比。靜電荷靜電荷運(yùn)動(dòng)電荷運(yùn)動(dòng)電荷穩(wěn)恒電流穩(wěn)恒電流靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)穩(wěn)恒磁場(chǎng)穩(wěn)恒磁場(chǎng)電場(chǎng)電場(chǎng)磁場(chǎng)磁場(chǎng) 學(xué)習(xí)方法：學(xué)習(xí)方法： 類比法類比法常用的數(shù)學(xué)知識(shí)：常用的數(shù)學(xué)知識(shí)：矢量叉乘；矢量叉乘； 微積分微積分( (定積分定積分) )東漢時(shí)期，發(fā)明了磁性指南器具東漢時(shí)期，發(fā)明了磁性指南器具“司南司南”；十一；十一世紀(jì)北宋時(shí)，發(fā)明了世紀(jì)北宋時(shí)，發(fā)明了“指南針指南針”。 一、基本磁現(xiàn)象一、基本磁現(xiàn)象. .我國(guó)

3、是發(fā)現(xiàn)并最早應(yīng)用磁現(xiàn)象的國(guó)家；我國(guó)是發(fā)現(xiàn)并最早應(yīng)用磁現(xiàn)象的國(guó)家；永久磁鐵及其特性永久磁鐵及其特性天然磁鐵天然磁鐵-磁鐵礦（磁鐵礦（Fe3O4）人造磁鐵人造磁鐵：用：用NiNi、FeFe、CoCo合金制成條形、馬蹄形等，合金制成條形、馬蹄形等，再放入通有電流的線圈中磁化成為永久磁鐵。再放入通有電流的線圈中磁化成為永久磁鐵。能吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)能吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)-這種性質(zhì)叫這種性質(zhì)叫磁性磁性N NS SN NS S條形磁鐵或磁針兩端磁性條形磁鐵或磁針兩端磁性 特別強(qiáng)特別強(qiáng)磁極磁極具有兩極且同性磁極相斥，具有兩極且同性磁極相斥，異性磁極相吸。異性磁極相吸。N NS SS SN N特特 性：性：

4、NSNS指向性：指向性：指向北方的磁極指向北方的磁極北極北極N N；指向南方的磁極；指向南方的磁極南極南極S S。地球本身就是一個(gè)巨大的磁體，其地球本身就是一個(gè)巨大的磁體，其N(xiāo) N極位于地理南極位于地理南極附近，其極附近，其S S極位于地理北極附近。極位于地理北極附近。將磁針懸掛或支撐使其能在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，磁針將磁針懸掛或支撐使其能在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，磁針自動(dòng)地轉(zhuǎn)向南北方向。自動(dòng)地轉(zhuǎn)向南北方向。目前還無(wú)法獲得目前還無(wú)法獲得磁單極磁單極磁極不能單獨(dú)存在。磁極不能單獨(dú)存在。二、電流的磁效應(yīng)二、電流的磁效應(yīng)早期人們認(rèn)為電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象互不相干，直到十九早期人們認(rèn)為電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象互不相干，直到十九世

5、紀(jì)初，才發(fā)現(xiàn)二者的聯(lián)系。世紀(jì)初，才發(fā)現(xiàn)二者的聯(lián)系。1. 1. 載流直導(dǎo)線的磁效應(yīng)載流直導(dǎo)線的磁效應(yīng)從從18071807年年18201820年年4 4月，丹麥物理學(xué)家月，丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特奧斯特發(fā)現(xiàn)：發(fā)現(xiàn)：載流直導(dǎo)線載流直導(dǎo)線周?chē)闹車(chē)拇盆F磁鐵會(huì)受到力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。會(huì)受到力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。演示：演示：I如果周?chē)鷽](méi)有其它磁性物質(zhì)，小磁針僅受如果周?chē)鷽](méi)有其它磁性物質(zhì)，小磁針僅受地磁場(chǎng)地磁場(chǎng)作作用指向南北；用指向南北；當(dāng)當(dāng)導(dǎo)體導(dǎo)體通有電流時(shí)，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，達(dá)到一新的通有電流時(shí)，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，達(dá)到一新的平衡位置。平衡位置。說(shuō)明：說(shuō)明：電流對(duì)磁鐵有作用力，電流也能激發(fā)磁場(chǎng)。電流對(duì)磁鐵有作用力，

6、電流也能激發(fā)磁場(chǎng)。INSNSFISNSN演示：演示：II2. 18202. 1820年年9 9月法國(guó)物理學(xué)家月法國(guó)物理學(xué)家安培安培發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)對(duì)電流電流有作有作用力；后來(lái)，又發(fā)現(xiàn)用力；后來(lái)，又發(fā)現(xiàn)載流導(dǎo)線載流導(dǎo)線之間或之間或載流線圈載流線圈之間也之間也有相互作用。有相互作用。以上實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：以上實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：載流線圈的載流線圈的N N、S S極可用右手螺旋法則定出。極可用右手螺旋法則定出。電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間是緊密聯(lián)系的，電流和磁鐵均能電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間是緊密聯(lián)系的，電流和磁鐵均能在周?chē)ぐl(fā)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)對(duì)電流和磁鐵均施加作用力。在周?chē)ぐl(fā)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)對(duì)電流和磁鐵均施加作用力。問(wèn)題：?jiǎn)栴}：N NS S

7、電流周?chē)哂写判?。且電流周?chē)哂写判?。且電流電流與與磁鐵磁鐵、電流電流與與電流電流之之間通過(guò)磁場(chǎng)相互作用。間通過(guò)磁場(chǎng)相互作用。 電流和磁鐵在磁現(xiàn)象中作用相似，誰(shuí)為電流和磁鐵在磁現(xiàn)象中作用相似，誰(shuí)為？三、磁性的起源物質(zhì)磁性的電本質(zhì)。三、磁性的起源物質(zhì)磁性的電本質(zhì)。安培假說(shuō)：（安培假說(shuō)：（18221822年）年）一切磁現(xiàn)象都是電流產(chǎn)生的（或運(yùn)動(dòng)電荷）一切磁現(xiàn)象都是電流產(chǎn)生的（或運(yùn)動(dòng)電荷）磁鐵的磁性是分子電流產(chǎn)生的。磁鐵的磁性是分子電流產(chǎn)生的。這一假說(shuō)又稱這一假說(shuō)又稱分子環(huán)流假說(shuō)分子環(huán)流假說(shuō)。物質(zhì)由分子組成，分子物質(zhì)由分子組成，分子電子電子(-):(-):繞核旋轉(zhuǎn)，自旋繞核旋轉(zhuǎn)，自旋原子核原子核(+

8、):(+):質(zhì)子、中子質(zhì)子、中子電子的運(yùn)動(dòng)形成電流，激發(fā)磁場(chǎng)。電子的運(yùn)動(dòng)形成電流，激發(fā)磁場(chǎng)。一個(gè)分子所有運(yùn)動(dòng)著的電子激發(fā)的磁場(chǎng)，從總的效果一個(gè)分子所有運(yùn)動(dòng)著的電子激發(fā)的磁場(chǎng)，從總的效果看，相當(dāng)于一個(gè)環(huán)形電流所激發(fā)的磁場(chǎng)，此環(huán)形電看，相當(dāng)于一個(gè)環(huán)形電流所激發(fā)的磁場(chǎng)，此環(huán)形電流流分子電流。分子電流。分子電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在軸線上；其分子電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在軸線上；其方向方向用右手定則用右手定則判定。判定。i- - + +vN NS S磁中性磁中性N NS SN NS S磁鐵具有磁性和被磁化；磁鐵具有磁性和被磁化；NS6-1-2 6-1-2 磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度一、磁場(chǎng)一、磁場(chǎng)S SN N磁鐵磁

9、鐵S SN N磁磁鐵鐵電流電流電流電流磁場(chǎng)磁場(chǎng)磁場(chǎng)磁場(chǎng)-磁鐵或電流周?chē)嬖诘囊环N能顯示磁力的物質(zhì)磁鐵或電流周?chē)嬖诘囊环N能顯示磁力的物質(zhì)磁場(chǎng)最基本的性質(zhì)磁場(chǎng)最基本的性質(zhì)物質(zhì)性物質(zhì)性：磁場(chǎng)對(duì)磁場(chǎng)對(duì)磁鐵、電流、運(yùn)動(dòng)電荷磁鐵、電流、運(yùn)動(dòng)電荷均有磁作用力；均有磁作用力；載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)的作用力對(duì)其作功。載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)的作用力對(duì)其作功。I下面借助于磁場(chǎng)中的下面借助于磁場(chǎng)中的小磁針小磁針來(lái)描述磁場(chǎng)方向來(lái)描述磁場(chǎng)方向：當(dāng)通有電流當(dāng)通有電流I I長(zhǎng)直導(dǎo)線，各處小磁針指向各異。長(zhǎng)直導(dǎo)線，各處小磁針指向各異。說(shuō)明：說(shuō)明：小磁針?biāo)艽帕Σ煌?；小磁針?biāo)艽帕Σ煌?；但其某一點(diǎn)，其指向但其某一點(diǎn)

10、，其指向總是確定的?？偸谴_定的。NSNS小磁針受磁力作用后，靜止時(shí)，其小磁針受磁力作用后，靜止時(shí)，其N(xiāo) N極所極所指方向即為該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向。指方向即為該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向。試驗(yàn)電荷試驗(yàn)電荷q0檢驗(yàn)電場(chǎng)各點(diǎn)的強(qiáng)弱和方向檢驗(yàn)電場(chǎng)各點(diǎn)的強(qiáng)弱和方向如何檢驗(yàn)磁場(chǎng)各點(diǎn)的強(qiáng)弱和方向如何檢驗(yàn)磁場(chǎng)各點(diǎn)的強(qiáng)弱和方向? 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B6-1-3 畢奧薩伐爾定律畢奧薩伐爾定律n在計(jì)算靜電場(chǎng)時(shí)，先確定點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式；在計(jì)算靜電場(chǎng)時(shí)，先確定點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式；n對(duì)任意形狀的帶電體視為點(diǎn)電荷的集合，用點(diǎn)電對(duì)任意形狀的帶電體視為點(diǎn)電荷的集合，用點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式場(chǎng)強(qiáng)荷場(chǎng)強(qiáng)公式場(chǎng)強(qiáng)疊加原理疊加原理，求電場(chǎng)分布。，求電場(chǎng)分布。同理

11、，同理，任意形狀的載流導(dǎo)線視為任意形狀的載流導(dǎo)線視為無(wú)數(shù)小段電流元無(wú)數(shù)小段電流元組組成。成。只須知道小段電流元產(chǎn)生磁場(chǎng)的規(guī)律，理論上可求出只須知道小段電流元產(chǎn)生磁場(chǎng)的規(guī)律，理論上可求出任意電流激發(fā)的磁場(chǎng)分布。任意電流激發(fā)的磁場(chǎng)分布。畢奧薩伐爾定律畢奧薩伐爾定律小段電流元產(chǎn)生磁場(chǎng)的規(guī)律小段電流元產(chǎn)生磁場(chǎng)的規(guī)律；與與點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式在靜電場(chǎng)的地位相當(dāng)。點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式在靜電場(chǎng)的地位相當(dāng)。一、畢奧薩伐爾定律一、畢奧薩伐爾定律1.1.電流元電流元IdlIdlI2.2.畢奧薩伐爾定律內(nèi)容畢奧薩伐爾定律內(nèi)容在載流導(dǎo)線上截取一線元在載流導(dǎo)線上截取一線元 ，電流元電流元的大小為的大小為 ；方向：線元方向：線元

12、 指向電流的流向，其為矢量。指向電流的流向，其為矢量。dlIdldl表述：電流元表述：電流元 在空間在空間 點(diǎn)點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng) 為：為：PdBIdl20)(4relIdBdr大?。捍笮。?0sind4drlIB方向：右手螺旋法則方向：右手螺旋法則, 垂垂直于直于dl與與r所在的平面；所在的平面； lIdrBrdBIdl真空中的磁導(dǎo)率真空中的磁導(dǎo)率 270AN104rIdldBp場(chǎng)源場(chǎng)源場(chǎng)點(diǎn)場(chǎng)點(diǎn) 疊加原理：給出任一形狀電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的分布疊加原理：給出任一形狀電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的分布rpdBIdlrdBIdl20)(4relIdBdr磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B的疊加原理的疊加原理：任何形狀載流導(dǎo)線

13、電流產(chǎn)：任何形狀載流導(dǎo)線電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度生的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，是該載流導(dǎo)線上各個(gè)電流元，是該載流導(dǎo)線上各個(gè)電流元Idl產(chǎn)產(chǎn)生的元磁感應(yīng)強(qiáng)度生的元磁感應(yīng)強(qiáng)度dB矢量疊加的結(jié)果。矢量疊加的結(jié)果。LrLrelIdBdB20)(4 解題步驟：解題步驟：1.1.選取合適的電流元選取合適的電流元根據(jù)已知電流的分布與待求場(chǎng)根據(jù)已知電流的分布與待求場(chǎng)點(diǎn)的位置；點(diǎn)的位置；2.2.選取合適的坐標(biāo)系選取合適的坐標(biāo)系要根據(jù)電流的分布與磁場(chǎng)分布要根據(jù)電流的分布與磁場(chǎng)分布的特點(diǎn)來(lái)選取坐標(biāo)系，其目的是要使數(shù)學(xué)運(yùn)算簡(jiǎn)單；的特點(diǎn)來(lái)選取坐標(biāo)系，其目的是要使數(shù)學(xué)運(yùn)算簡(jiǎn)單；3.3.寫(xiě)出電流元產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度寫(xiě)出電流元產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度

14、根據(jù)畢奧薩伐爾根據(jù)畢奧薩伐爾定律；定律；4.4.計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布疊加原理；疊加原理；5.5.一般說(shuō)來(lái)，需要將磁感應(yīng)強(qiáng)度的一般說(shuō)來(lái)，需要將磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量積分變?yōu)闃?biāo)量積矢量積分變?yōu)闃?biāo)量積分分，并選取合適的積分變量，來(lái)統(tǒng)一積分變量。，并選取合適的積分變量，來(lái)統(tǒng)一積分變量。BBdBd計(jì)算磁場(chǎng)的方法之一：用計(jì)算磁場(chǎng)的方法之一：用畢奧薩伐爾畢奧薩伐爾定律求定律求 分布分布B二、畢奧薩伐爾定律應(yīng)用舉例二、畢奧薩伐爾定律應(yīng)用舉例因?yàn)楦麟娏髟谝驗(yàn)楦麟娏髟趐點(diǎn)處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向點(diǎn)處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相同，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，所以只相同，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，所以只求標(biāo)量積分。求標(biāo)量積分。

15、磁場(chǎng)方向垂直紙面向里磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。rIB例例6-1：載流長(zhǎng)直導(dǎo)線的磁場(chǎng)。：載流長(zhǎng)直導(dǎo)線的磁場(chǎng)。ap20)(4relIdBdryxyydsincosrary2sin ,addyctgay /sinsin 4sin 4sind222020aIadryIdBB磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度 的方向，與電流成右手螺旋關(guān)系，拇指的方向，與電流成右手螺旋關(guān)系，拇指表示電流方向，四指給出磁場(chǎng)方向。表示電流方向，四指給出磁場(chǎng)方向。BBI12IalIdP21dsin4/sinsin 4sin02220aIaIadB)cos-(cos4210aIB (1) 無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線)cos(cos4210aIB01

16、2aIB20方向：右手螺旋法則方向：右手螺旋法則B(2) 任意形狀長(zhǎng)直導(dǎo)線任意形狀長(zhǎng)直導(dǎo)線半無(wú)限長(zhǎng)半無(wú)限長(zhǎng)PaI1201B)180cos90(cos40002aIBaI40Br討討 論論I12PxrIYZXOlIdBd/dBdBpR例例6-2：圓形載流導(dǎo)線軸線上的磁場(chǎng)：圓形載流導(dǎo)線軸線上的磁場(chǎng)sin1解：建立坐標(biāo)解：建立坐標(biāo)分割電流。分割電流。 由 畢 奧 薩由 畢 奧 薩伐爾定律：伐爾定律：/cosdBdBsindBdBp24oIdBdlr20)(4relIdBdr222rxR22cosRRrRx代入以上積分不變量：代入以上積分不變量：2;4oIdBdlr圓形載流導(dǎo)線在其平面通過(guò)圓心的軸線上

17、所激發(fā)的磁圓形載流導(dǎo)線在其平面通過(guò)圓心的軸線上所激發(fā)的磁場(chǎng)方向只有沿場(chǎng)方向只有沿x軸的分量，垂直于軸的分量，垂直于x軸的軸的分量和為零。分量和為零。RrIdlrIBL24cos4cos202011cosLxdBBB232222()oR IBRx得出圓電流環(huán)，在其軸上一點(diǎn)的磁場(chǎng)，磁得出圓電流環(huán)，在其軸上一點(diǎn)的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向與電流滿足場(chǎng)方向與電流滿足右手螺旋法則右手螺旋法則。n ISmp圓電流的磁偶極矩：圓電流的磁偶極矩：232202RxPBm(1)x=0, 載流圓線圈的圓心處載流圓線圈的圓心處: RIB20(2) 一段圓弧電流一段圓弧電流( (圓心角為圓心角為 ) )在圓心處產(chǎn)生的在圓心處產(chǎn)生的

18、磁場(chǎng)磁場(chǎng): :220RIBRI40I如果由如果由N 匝圓線圈組成匝圓線圈組成: :RNIB20討討 論論磁場(chǎng)方向與電流滿足磁場(chǎng)方向與電流滿足右手螺旋法則右手螺旋法則。)cos(cos42103RIBRI40321BBBB2 12 例如，一根導(dǎo)線被彎成例如，一根導(dǎo)線被彎成右圖所示，通有電右圖所示，通有電流流I，求，求O 點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；I123解解01B23402RIBRI830RO方向：細(xì)長(zhǎng)載流螺旋管中的磁場(chǎng)細(xì)長(zhǎng)載流螺旋管中的磁場(chǎng): :載流螺旋管中的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向與電流滿足右手螺載流螺旋管中的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向與電流滿足右手螺旋法則。旋法則。細(xì)長(zhǎng)螺線管細(xì)長(zhǎng)螺線管：半徑：半徑R很小，

19、長(zhǎng)度為很小，長(zhǎng)度為L(zhǎng)的圓柱面上緊密繞的圓柱面上緊密繞有有N匝線圈。當(dāng)螺線管中通有恒定電流匝線圈。當(dāng)螺線管中通有恒定電流I時(shí)，螺線管中時(shí)，螺線管中形成形成均勻磁場(chǎng)均勻磁場(chǎng)。 L RnIB0n n為單位長(zhǎng)度上的線圈匝數(shù)，為單位長(zhǎng)度上的線圈匝數(shù)，也叫匝數(shù)密度；也叫匝數(shù)密度；細(xì)環(huán)形螺線管細(xì)環(huán)形螺線管中產(chǎn)生的磁場(chǎng)也是勻強(qiáng)磁場(chǎng)：中產(chǎn)生的磁場(chǎng)也是勻強(qiáng)磁場(chǎng)：nIB0rR環(huán)形螺線管內(nèi)的磁場(chǎng)分布：環(huán)形螺線管內(nèi)的磁場(chǎng)分布：管內(nèi)的磁感應(yīng)線都是同心圓。管內(nèi)的磁感應(yīng)線都是同心圓。補(bǔ)充：補(bǔ)充：一個(gè)中空的無(wú)限長(zhǎng)直螺線管上每厘一個(gè)中空的無(wú)限長(zhǎng)直螺線管上每厘米繞有米繞有2020匝導(dǎo)線，當(dāng)通以電流匝導(dǎo)線，當(dāng)通以電流I = 3 AI

20、 = 3 A時(shí)，時(shí)，螺線管內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多少？螺線管內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多少？ ( ( 0 0 = 4= 41010-7-7 N/A N/A2 2) ) nIB0補(bǔ)充例題補(bǔ)充例題, , 有一個(gè)邊長(zhǎng)為有一個(gè)邊長(zhǎng)為b b的正方形線框，共繞的正方形線框，共繞2 2匝，匝，通有電流通有電流I I，求線框中心，求線框中心OO點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B B ObI18BB bIbIaIB22222224coscos40021011 1bIbIBB0012482286-1-4.6-1-4.運(yùn)動(dòng)電荷的磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)電荷的磁場(chǎng) lIdPr20d4dre lIBr lId+qStQIddtqlsndd vns

21、q20d)(4drelnsqBrv電流元內(nèi)總電荷數(shù)目：電流元內(nèi)總電荷數(shù)目：lnsNdd電荷密度電荷密度20d4dreqNBrv一個(gè)電荷產(chǎn)生的磁場(chǎng)一個(gè)電荷產(chǎn)生的磁場(chǎng)204re qNBBr v dd注意：注意：B的的方向與方向與q的的正負(fù)有關(guān)；正負(fù)有關(guān)；rqB典型電流磁場(chǎng)公式：典型電流磁場(chǎng)公式：3. 無(wú)限長(zhǎng)載流直螺無(wú)限長(zhǎng)載流直螺線管內(nèi)的磁場(chǎng)：線管內(nèi)的磁場(chǎng)：nIB01. 無(wú)限長(zhǎng)直電流：無(wú)限長(zhǎng)直電流：aIB202. 2. 圓電流圓心處磁場(chǎng)：圓電流圓心處磁場(chǎng)： 200RIB 要求掌握！要求掌握！20)(4relIdBdr畢奧薩伐爾畢奧薩伐爾定律定律: :)cos-(cos4210aIB 第二節(jié)第二節(jié) 穩(wěn)

22、恒磁場(chǎng)的基本性質(zhì)穩(wěn)恒磁場(chǎng)的基本性質(zhì)一一. 磁力線磁力線1. 規(guī)定規(guī)定(1) 方向：磁力線的切線方向?yàn)榉较颍捍帕€的切線方向?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向的方向的單位面積上穿過(guò)的磁力線條數(shù)為磁感的單位面積上穿過(guò)的磁力線條數(shù)為磁感SNBdd(2) 大?。捍怪贝笮。捍怪?B應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)強(qiáng)度 B的大小的大小2. 磁力線的特征磁力線的特征(1) 無(wú)頭無(wú)尾的閉合曲線無(wú)頭無(wú)尾的閉合曲線(2) 與電流相互套連，服從右手螺旋定則與電流相互套連，服從右手螺旋定則(3) 磁力線不相交磁力線不相交BaaBbbBccBI直線電流的磁力線直線電流的磁力線 圓電流的磁力線圓電流的磁力線I通電螺線管的磁力線通電螺線管的磁力線II二

23、、二、磁通量磁通量2、計(jì)算、計(jì)算1、磁通量定義：、磁通量定義：通過(guò)磁場(chǎng)中某一曲面的磁感應(yīng)線的數(shù)目，通過(guò)磁場(chǎng)中某一曲面的磁感應(yīng)線的數(shù)目，定義為磁通量，用定義為磁通量，用m表示。表示。BSa垂垂直直d .dSBSBmdd角角成成跟跟 BSbd .SBdcosdmBdSnSdB c. 通過(guò)任一曲面通過(guò)任一曲面的磁通量的磁通量 SmSBddSnB3、說(shuō)明、說(shuō)明閉合曲面：規(guī)定閉合曲面法線閉合曲面：規(guī)定閉合曲面法線n的方向垂直于的方向垂直于曲面向外；曲面向外； 磁感應(yīng)線從曲面內(nèi)穿出時(shí)，磁通量為正磁感應(yīng)線從曲面內(nèi)穿出時(shí)，磁通量為正( ( 0)0) 磁感應(yīng)線從曲面外穿入時(shí)，磁通量為負(fù)磁感應(yīng)線從曲面外穿入時(shí)，磁通量為負(fù)( ( /2, cos/2, cos 0);只改變電荷的運(yùn)動(dòng)方向而不改變速度的大?。恢桓淖冸姾傻倪\(yùn)動(dòng)方向而不改變速度的大?。?/p>