三峡大学理学院：《大学物理》PT电子教案_第九章 稳恒磁场与电磁场的相对性（张甫宽）

恒敬场

运动电荷 静电荷 稳恒电流 电场磁场 静电场 稳恒躐场 学习方法:类比法

静电荷 运动电荷 稳恒电流 静电场 稳恒磁场 电场 磁场 学习方法： 类比法

躐场躐蠃粒颧度 1、磁场 天然磁石 磁现象 同极相斥异极相吸 S N r电流的磁效应 1820年 奥斯特

一、 磁场 磁感应强度 1、磁场 S N S N I S N 同极相斥 异极相吸 电流的磁效应 1820年 奥斯特 天然磁石 磁 现 象

TF F 电子束 N

电子束N S + F F  I

磁性物质产生磁现象的解释: 安培提出分子电流假说:宏观物质内部存在着 分子电流,每个分子电流均有磁效应,物质的磁性 就是这些分子电流对外表现出的磁效应的总和。 分子电流:原子、分子等微观粒子内电子绕核 运动和自旋运动形成了分子电流。 当各分子电流取向倾向一致时, 物质便对外表现出磁性

安培提出分子电流假说：宏观物质内部存在着 分子电流，每个分子电流均有磁效应，物质的磁性 就是这些分子电流对外表现出的磁效应的总和。 磁性物质产生磁现象的解释： n  I N S 分子电流：原子、分子等微观粒子内电子绕核 运动和自旋运动形成了分子电流。 当各分子电流取向倾向一致时， 物质便对外表现出磁性

在磁极或电流周围会产生磁场,磁极或电流 之间的相互作用是通过磁场传递的。 运动电荷电流)→磁场|◆→运动电荷电流) 2、磁感应强度 磁场中小磁针静止时N极的指向方向(试 验电荷φ沿此方向运动时,其受力为零),规 定为磁感应强度的方向。 B max Fmx:运动电荷受到的最大磁力 40 矢量式 B max l0b

在磁极或电流周围会产生磁场，磁极或电流 之间的相互作用是通过磁场传递的 。 运动电荷(电流) 磁场 运动电荷(电流) 2、磁感应强度 磁场中小磁针静止时N极的指向方向（试 验电荷q0沿此方向运动时，其受力为零），规 定为磁感应强度的方向 。 max 0 F B q  = 矢量式： max 2 0 F B q    = Fmax: 运动电荷受到的最大磁力

毕奥一萨伐尔定律 dB 1、毕奥萨伐尔定律 电流元Il db- Lo Idl sin o 4兀 d l p=4x×10-m41 方向判断:右手螺旋定则 dB=olll×F 47 r 对一段载流导线 B=dB- Hof ldlr 4丌

二 、毕奥—萨伐尔定律 1、毕奥—萨伐尔定律 电流元 Idl  0 2 sin 4 Idl dB r    = 7 1 0 4 10− −  =   TmA 3 0 4 r Idl r dB     =   对一段载流导线    = = L r Idl r B dB 3 0 4       方向判断： 右手螺旋定则

2、几种载流导线的磁场 (1)载流直导线产生的磁场 已知:真空中,l,a,a,arha2 建立坐标系OXy 任取电流元Id dB= Ho Id sina 4兀 dB B=dB= Ho d sina ok a 4兀r

2、几种载流导线的磁场 （1）载流直导线产生的磁场 O X Y  r dB  l dl  a P 1 已知：真空中， 1 2 I  2 I a , , ,   建立坐标系OXY 任取电流元 Idl  2 0 sin 4 r Idl dB    = =  =  2 0 4 r Idl sin B dB    0 r 

统一积分变量:=crg(z-a)=-acga d l=acsc ada r= a/ sin a bo l sinad B=}4兀 raz o I sin ada dil a 14m B÷ (cos a, -cos a,) 4丌a dB X

统一积分变量： l = actg( −) = −actg dl a csc d 2 = r = a sin =  2 0 4 r I sin dl B    =  2 1 sin 4  0      I d a 0 1 2 (cos cos ) 4 I B a     = − O X Y  r dB  l dl  a P 1 I  2 0 r 

解B (cos a, -cosa,) 4a 1)无限长载流直导线 B=Aol 2na B 方向判断:右手螺旋定则 2)直导线延长线上 I B=0

讨论 0 1 2 (cos cos ) 4 I B a     = − 1）无限长载流直导线 a I B   2 0 = 2）直导线延长线上 I B  B = 0 方向判断： 右手螺旋定则