第十一章穩(wěn)恒磁場磁場磁感畢沙定律

第十一章穩(wěn)恒磁場磁場磁感畢沙定律第1頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月第11章真空中的穩(wěn)恒磁場1、磁場的基本性質(zhì)；2、電流產(chǎn)生磁場的計算；3、磁場對運動電荷及載流導(dǎo)線的作用力；4、磁場與物質(zhì)的相互作用——磁介質(zhì)。研究方法：與研究靜電場的方法類似。（本章研究磁場的產(chǎn)生、磁場的基本規(guī)律）第2頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§11-1磁場磁感應(yīng)強度一、基本磁現(xiàn)象SNSN磁鐵間的相互作用第3頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§11-1磁場磁感應(yīng)強度一、基本磁現(xiàn)象SN磁鐵間的相互作用SN第4頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月ISN電流對磁鐵的作用第5頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月ISN電流對磁鐵的作用第6頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月I電流對磁鐵的作用SN第7頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月電流與電流之間的相互作用FFII第8頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月電流與電流之間的相互作用IIFF第9頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月S+磁場對運動電荷的作用N電子束第10頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月++vvFFee電力電力FFmm磁力磁力運動電荷與運動電荷的相互作用第11頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月所有磁現(xiàn)象可歸納為：運動電荷

AA的磁場B的磁場產(chǎn)生作于用產(chǎn)生作于用運動電荷

B一切磁現(xiàn)象都起源于運動電荷磁場：在運動電荷（或電流）周圍存在一種特殊物質(zhì)，當(dāng)其它運動電荷（或電流）進入其中將受到力的作用。第12頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月運動電荷所受的磁力大小和方向與q,v及α有關(guān)。當(dāng)電荷沿某一特殊方向運動時，所受磁力為最大;磁感強度的定義2、磁感強度的大?。?、磁感強度的方向：二、磁感應(yīng)強度B—描述磁場強弱與方向的物理量α+q當(dāng)沿與前一方向垂直的方向運動時，所受磁力為零。運動電荷不受磁力時的速度方向。α+q第13頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月α+qα-q第14頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1、磁感應(yīng)線(磁力線、線)方向：切線大?。喝⒋鸥袘?yīng)線磁通量磁場的高斯定理磁感線較密處磁場較強1)磁感線是閉合線;2)任意兩條磁感線不相交;3)磁感線與其源電流相互套連,構(gòu)成右手螺旋.B和磁感應(yīng)線的關(guān)系第15頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月直線電流的磁力線IBI第16頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月I圓電流的磁力線第17頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月通電螺線管的磁力線II第18頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月2、磁通量——穿過任意曲面的磁感線數(shù)電通量第19頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月3、磁場的高斯定理穿過任意閉合曲面的磁通量如何?比較靜電場:電力線起于正電荷、止于負電荷，不閉合；穩(wěn)恒磁場:磁感線閉合、無頭無尾。穿過任意閉合曲面的磁通量等于零,稱為磁場的高斯定理磁場是無源場靜電場是有源場第20頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月課堂練習(xí)1.求通過均勻磁場中半球面的磁通量值構(gòu)造閉合曲面S第21頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月IP.§11-2畢奧---沙伐爾定律及其應(yīng)用一、畢奧-沙伐爾定律電流元a磁感的大小:磁感的方向:由Idl轉(zhuǎn)向r的右手螺旋方向。綜合以上兩點有：-----電流元產(chǎn)生磁場的規(guī)律—真空的磁導(dǎo)率點電荷電場強度：第22頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月幾點討論1.dB的大小1）與Idl成正比，與距離r的平方成反比；2）與r和Idl的夾角的正弦成正比：在與電流元垂直的方向上，磁場最強；如P1點；在與電流元重合的方向上，磁場為零；如P2點；2.dB的方向垂直于電流元Idl和矢徑r構(gòu)成的平面，滿足右手螺旋關(guān)系。p1αpp2第23頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月二、畢奧---沙伐爾定律的應(yīng)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(dāng)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(dāng)?shù)姆纸?對各分量分別積分,然后再合成起來。第24頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月X

Y1.一段直電流產(chǎn)生的磁場建立坐標(biāo)系OXY任取電流元寫出積分式ldla大小:方向:已知：真空中,求p點的磁感強度.方向不變！aP+第25頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月統(tǒng)一積分變量，用a和表示l和r+adlPalXY第26頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月無限長載流直導(dǎo)線的磁場:(因為)半無限長載流直導(dǎo)線的磁場:(因為)直導(dǎo)線延長線上一點的磁場:(因為在中)一段載流直導(dǎo)線的磁場:第27頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月pR2.圓電流的磁場已知:R、I求軸線上P點的建立坐標(biāo)系OXY任取電流元分析對稱性、寫出分量式dB的大小：dB的方向：第28頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)論方向：沿軸線方向大?。簒pR第29頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1）圓心處：載流圓環(huán)：載流圓?。篒圓心角圓心角I第30頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月R討論方向：右手螺旋法則大小：2）定義：載流線圈的磁矩S則3.磁偶極矩只有圓電流的面積s很?。蛘邎鳇c距圓電流很遠時，才能把圓電流叫磁偶極子第31頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月概念定律方法結(jié)論電場磁場類比第32頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月磁偶極子電偶極子S類比延長線第33頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月[例]如下列各圖示，求圓心O點的磁感應(yīng)強度。OIOIOIOI第34頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月三、運動電荷的磁場IS電流電荷定向運動電流元其中電荷密度速率截面積載流子總數(shù)：得：運動電荷產(chǎn)生的磁場第35頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月若，與同向。若，與反向。第36頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月方向：垂直向外?！牙}：考慮氫原子中的電子處于第一玻爾軌道時在原子核處產(chǎn)生的磁感。+第37頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月2、一個運動的帶電體產(chǎn)生的磁