2022-2023學(xué)年高二物理競賽課件：穩(wěn)恒磁場

穩(wěn)恒磁場

穩(wěn)恒磁場本章重點討論兩類問題:1.磁場和場源的關(guān)系:畢-薩定律、安培環(huán)路定理;2.運動電荷和電流在磁場中的受力規(guī)律:洛侖茲力、安培力.一.基本磁現(xiàn)象1.概念:磁鐵具有磁性,磁鐵上磁性特別強的區(qū)域稱為磁極;磁極間存在著相互作用力，稱為磁力.§10.1磁場磁感強度2.電流的磁效應(yīng)

如果把一條磁鐵折成數(shù)段，不論段數(shù)多少或各段的長短如何，每一小段仍將形成一個很小的磁鐵，仍具有N、S兩極，即N極與S極相互依存而不可分離,自然界無磁單極.

奧斯特發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線周圍的磁針受到擾動，證明電流存在磁效應(yīng)。3.磁性的起源

一切磁現(xiàn)象都可歸結(jié)為電流.從微觀上看,一切磁現(xiàn)象都起源于電流或運動電荷之間的相互作用.二.磁場磁場對外的重要表現(xiàn):1.磁場對場中的運動電荷、載流導(dǎo)線有力的作用;2.載流導(dǎo)線在磁場中運動,磁場對其作功.電流磁場電流三.磁感應(yīng)強度

磁感應(yīng)強度是表述磁場中各點磁場強弱和方向的物理量,通過磁場對電流有磁場力作用這一對外表現(xiàn)，引入磁感應(yīng)強度這一物理量，來描述磁場中各點的方向和強弱.

實驗表明，電流元在磁場中任一指定點處所受的磁場力，具有兩種特殊情況：我們將這一特定方向定義為磁場方向.1.當(dāng)電流元沿某特定方向放置時，它不受磁場力作用，F(xiàn)=0;2.當(dāng)電流元垂直于該特定方向放置時，它所受的磁場力最大，用FMAX表示.(F=0)(F最大)磁場的指向到底沿切線的哪個方向呢?我們規(guī)定:且三者互相垂直.

對于磁場中某一指定點而言，F(xiàn)MAX

與i及dl的比值是一個與i及dl的大小都無關(guān)的恒量，這恒量僅與磁場在該點的性質(zhì)有關(guān).磁場大小呢?定義而當(dāng)電流元沿其它方向放置時,它所受到的磁場力均小于FMAX,且：三者的方向仍然服從右手螺旋.根據(jù)矢量的定義,上式可以寫成:

通常將電流元受的力稱為安培力,上式稱為安培力公式.

磁感應(yīng)強度是表示磁場中各點磁場強弱和方向的量,其大小為電流元所受的最大力與電流元的比值,該點磁場的方向為電流元不受力且.§10.2畢奧—薩伐爾定律

奧斯特指出電流的周圍存在磁場,那么電流和周圍的磁場間,有何種定量的聯(lián)系呢?19世紀(jì)20年代,法國物理學(xué)家,畢奧—薩伐爾等人對載流導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場經(jīng)過大量的研究,總結(jié)出電流元產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的數(shù)學(xué)公式.

由于磁場和電場一樣,滿足疊加原理,于是,任何載流導(dǎo)體在空間產(chǎn)生的磁場就可以看成是無限多小電流元在空間某點的磁感應(yīng)強度的疊加.P*一畢奧—薩伐爾定律(電流元在空間產(chǎn)生的磁場)真空磁導(dǎo)率

任意載流導(dǎo)線在點P

處的磁感強度12345678例判斷下列各點磁感強度的方向和大小.+++1、5點：3、7點：2、4、6、8點：畢奧—薩伐爾定律PCD*

例1

載流長直導(dǎo)線的磁場.解

方向均沿