磁感應強度磁場的高斯定理課件

1、第七章穩(wěn)恒磁場第1頁，共53頁。1本章內容7-1 磁感應強度 磁場的高斯定理7-2 安培定律7-3 畢奧-薩伐爾定律7-4 安培環(huán)路定理7-5 介質中的磁場第2頁，共53頁。2靜電荷運動電荷穩(wěn)恒電流靜電場穩(wěn)恒磁場電場 磁場 學習方法： 類比法第3頁，共53頁。37-1 磁感應強度 磁場的高斯定理第4頁，共53頁。4教學基本要求一、掌握磁感應強度的概念，理解洛倫茲力公式。二、了解用磁感應線形象描述磁感應強度的方法，會計算簡單情況下的磁通量，理解磁場高斯定理的內涵。 三、理解洛倫茲關系式，能分析點電荷在均勻電場或均勻磁場中的運動， 了解洛侖茲力關系的應用。四、理解安培定律，了解磁矩的概念，能計算簡

2、單幾何形狀載流導體和載流平面線圈中所受的力和力矩。七、了解介質的磁化現(xiàn)象及對磁場分布的影響，了解各向同性介質中磁場強度和磁感應強度的關系，了解鐵磁質的特性及應用。 五、理解畢奧-薩伐爾定律，理解磁場疊加原理，能計算一些簡單電流分布產生的磁場的磁感應強度。*八、了解介質中的安培環(huán)路定理。六、理解磁場的安培環(huán)路定理，理解用安培環(huán)路定理計算磁感應強度的條件和方法并能作簡單計算。 第5頁，共53頁。5奧斯特像H.C.Oersted（1777-1851）奧斯特 丹麥物理學家。他尋找電與磁的關系的想法醞釀已久。1820年4月，奧斯特在一次講課中，發(fā)現(xiàn)磁針在通電導線的作用下動了一下，后經反復實驗，發(fā)現(xiàn)電流具

3、有磁效應。1820年7月，發(fā)表了電流對磁針的作用的實驗，引起學術界的轟動。他的實驗第一個揭示了電和磁的聯(lián)系，為電磁場理論的發(fā)展奠定了基礎。第6頁，共53頁。6安培像A.M.Ampere（1775-1836）安培 法國科學家，由于家庭幾經磨難，幾乎沒受過正規(guī)教育，只好以他父親和百科全書做老師，但沒有動搖他對科學的追求。奧斯特的實驗,引起了安培的興趣。他夜以繼日地工作，于1820年9月發(fā)現(xiàn)電流間也存在著相互作用力，1820年12月，又提出了著名的安培定律，1825年提出分子電流假設。他的工作，為電動力學的研究和發(fā)展開拓了新的基礎。第7頁，共53頁。7安培指出：NS天然磁性的產生也是由于磁體內部有電

4、流流動。分子電流電荷的運動是一切磁現(xiàn)象的根源。運動電荷磁場對運動電荷有力的作用磁 場第8頁，共53頁。8一、磁現(xiàn)象NSNS磁場磁現(xiàn)象(1) 磁體磁體磁現(xiàn)象(2) 電流磁體I磁現(xiàn)象(3) 磁體電流ISIFN磁現(xiàn)象(4) 電流電流FI1I2F現(xiàn)象：磁體磁體電流電流本質：運動電荷磁場運動電荷第9頁，共53頁。9第10頁，共53頁。101.方向的判定：磁場中某點的小磁針N極的穩(wěn)定指向。2.大小的判定 帶電粒子的運動方向與磁感應強度方向平行時，不受力的作用。+二、磁感應強度 第11頁，共53頁。11 帶電粒子在磁場中沿其他方向運動時， 垂直于 與磁感應強度方向所組成的平面。 當帶電粒子在磁場中垂直于磁場

5、方向運動時受力最大。 的大小與 和 的乘積成正比， 反號，則 反向。+第12頁，共53頁。123.磁感應強度的定義 磁感應強度的方向：即小磁針置于此處時N極的指向。 規(guī)定磁場中某點磁感應強度的大?。?3)單位：特斯拉 若某一區(qū)域內各點的磁感應強度均相同，該區(qū)域內的磁場稱為均勻磁場； 若某一區(qū)域內各點的磁感應強度不相同，該區(qū)域內的磁場稱為非均勻磁場。第13頁，共53頁。13三、磁感應線1.規(guī)定 曲線上每一點的切線方向就是該點的磁感應強度的方向；曲線的疏密程度表示該點的磁感應強度的大小。2.性質 磁感應線不會相交； 磁感應線是閉合曲線。第14頁，共53頁。14 3.典型電流的磁感應線IIISNIS

6、NI第15頁，共53頁。15四、磁通量2.磁通量（）1.磁感應線的密度規(guī)定：通過磁場中某一曲面的磁感應線數(shù)。 磁場中某點處垂直于磁場方向的單位面積上通過的磁感線數(shù)目等于該點磁感應強度的數(shù)值。 單位：磁感應強度的單位特斯拉（T）磁通量的單位韋伯（Wb）第16頁，共53頁。16第17頁，共53頁。17五、磁場的高斯定理穩(wěn)恒磁場和靜電場高斯定理的比較 有源場 電場線不閉合 無源場 磁感應線閉合通過任意閉合曲面的磁通量必等于零。 第18頁，共53頁。18大?。悍较颍毫εc速度方向垂直六、洛侖茲力1.洛倫茲力：運動電荷在磁場中所受的磁場力第19頁，共53頁。192.帶電粒子在磁場中的運動粒子做直線運動粒子

7、做勻速圓周運動第20頁，共53頁。20第21頁，共53頁。21第22頁，共53頁。22qR螺距h：第23頁，共53頁。23R第24頁，共53頁。24R第25頁，共53頁。25R第26頁，共53頁。26R第27頁，共53頁。27R第28頁，共53頁。28R第29頁，共53頁。29R第30頁，共53頁。30R第31頁，共53頁。31R第32頁，共53頁。32R第33頁，共53頁。33R第34頁，共53頁。34R第35頁，共53頁。35R第36頁，共53頁。36R第37頁，共53頁。37R第38頁，共53頁。38R第39頁，共53頁。39R第40頁，共53頁。40R第41頁，共53頁。41R第42頁

8、，共53頁。42第43頁，共53頁。43第44頁，共53頁。44第45頁，共53頁。45磁約束第46頁，共53頁。46范艾倫輻射帶第47頁，共53頁。47 粒子在同時存在電場和磁場的空間運動時，其受的合力：電場力磁場力洛侖茲關系式1.洛倫茲關系式七、洛倫茲關系及其應用第48頁，共53頁。48 厚度b，寬為a的導電薄片，沿x軸通有電流強度I，當在y軸方向加以勻強磁場B時，在導電薄片兩側 產生一電位差 ，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應。 RH-霍爾系數(shù)（1）霍爾效應2.洛倫茲關系的應用第49頁，共53頁。49霍耳效應原理 帶電粒子在磁場中運動受到洛侖茲力q0時：+ 此時載流子將作勻速直線運動，同時 兩側停止電荷的繼續(xù)堆積,從而在 兩側建立一個穩(wěn)定的電勢差。第50頁，共53頁。50+q0時，RH0,(2) q0時，RH0,第51頁，共53頁。51霍耳效應的應用2、根據(jù)霍耳系數(shù)的大小的測定，可以確定載流子的濃度n型半導體載流子為電子p型半導體載流子為帶正電的空穴1、確定半導體的類型 霍耳效應已在測量技術、電子技術、計算技術等各個領域中得到越來越普遍的應用。第52頁，共53頁。52(2)磁流體發(fā)電在導電流體中同樣會產