西安石油大学理学院：《大学物理I University Physics I》课程资源（PPT教学课件）第三部分 电磁学 第11章 稳恒电流的磁场

第11章恒定电流的磁场 11.1磁感应强度 11.2毕奥-萨伐尔定律 11.3磁通量 磁场的高斯定理 11.4安培环路定理 11.5磁场对电流的作用 11.6带电粒子在电场和磁场中的运动

基本磁现象 1.自然磁现象 磁性：具有能吸引铁磁物资(Fe、Co、Ni) 的一种特性。 磁体：具有磁性的物体。 磁极：磁性集中的区域。 磁极不能分离正负电荷可以分离开)。 地磁：地球是一个大磁体。 地磁南极大约在一一北纬70°50，西经96 地磁北极大约在一一南纬7010，东经150°45

基本磁现象 1. 自然磁现象 磁性：具有能吸引铁磁物资（Fe、Co、Ni） 的一种特性。 磁体：具有磁性的物体。 磁极：磁性集中的区域。 磁极不能分离 (正负电荷可以分离开)。 地磁：地球是一个大磁体。    ' ' ' 70 10 150 45 70 50 96     地磁北极大约在 南纬 东经 地磁南极大约在－－北 纬 西经 －－ ，

N 地幔 地核 地壳 S 地核每400年比地壳多转一周，地球的磁 极每隔几千年会发生颠倒

地核每400年比地壳多转一周，地球的磁 极每隔几千年会发生颠倒

2.磁现象起源于运动电荷 1819一1820年丹麦物理学 家奥斯特首先发现了电流的磁 效应。1820年4月，奥斯特做 了一个实验，通电流的导线对 磁针有作用，使磁针在电流周 围偏转。 另外，磁体对载流导线的作用；载流导线彼 此间有磁相互作用； 上述现象都说明了：磁现象与运动电荷之 间有着深刻的联系

2. 磁现象起源于运动电荷 I 另外，磁体对载流导线的作用; 载流导线彼 此间有磁相互作用；…… 1819－1820 年丹麦物理学 家奥斯特 首先发现了电流的磁 效应。1820年4月，奥斯特做 了一个实验， 通电流的导线对 磁针有作用， 使磁针在电流周 围偏转。 上述现象都说明了：磁现象与运动电荷之 间有着深刻的联系

3.安培的分子电流假说 (1)1822年安培提出了用分子电流来解释磁 性起源。 切磁现象都起源于电流，任何物质的分 子中都存在着环形电流（分子电流），每个分 子电流就相当于一个基元磁体，当这些分子电 流作规则排列时，宏观上便显示出磁性。 (2)近代分子电流的概念： 轨道圆电流十自旋圆电流=分子电流

3. 安培的分子电流假说 (2) 近代分子电流的概念： (1)1822年安培提出了用分子电流来解释磁 性起源。 轨道圆电流＋自旋圆电流＝分子电流 一切磁现象都起源于电流，任何物质的分 子中都存在着环形电流（分子电流），每个分 子电流就相当于一个基元磁体，当这些分子电 流作规则排列时，宏观上便显示出磁性

讨论 什么是磁力？ (1)磁体与磁体间的作用； (2)电流与磁体间的作用； (3)磁场与电流间的作用； (4)磁场与运动电荷间的作用

什么是磁力？ （1）磁体与磁体间的作用； （2）电流与磁体间的作用； （3）磁场与电流间的作用； （4）磁场与运动电荷间的作用。 讨论

基本磁现象 磁体→电流 电流一电流 L F S 磁体一磁体 电流→磁体 磁 S N S N 场 运动电荷 磁场 运动电荷

电流电流 I1 I2 F F  磁体电流 S I N I F  电流磁体 I S N S N 磁 场 磁体磁体 基本磁现象 运动电荷 磁场 运动电荷

7.1磁感应强度B 磁感强度B的定义 在通电闭合回路中，取电流元Id7 电流元在磁场中的受力 Idl (1)磁场中任一点，有一特 定方向，当电流元与特定 方向一致时，受力为零。 Idi(dF=0) dF 0 方向为该点磁感应强度方向

B  磁感强度 B 的定义  I l d I l   d I 在通电闭合回路中，取电流元 I l d 电流元在磁场中的受力 Idl (dF  0)   (1) 磁场中任一点, 有一特 定方向，当电流元与特定 方向一致时，受力为零。 dF  0  方向为该点磁感应强度方向

(2)当电流元与该点磁感 dF max 应强度方向垂直时，受 力最大。 Idl d max 该点磁感应强度的大小 max B= dF'm Idl dmx,dl,B三者相互 垂直，成右手螺旋关系。 Idl

(2) 当电流元与该点磁感 应强度方向垂直时， 受 力最大。 dFmax  I l d B  dFmax  该点磁感应强度的大小 I l F B d d max  F l B    d , d , max 三者相互 垂直,成右手螺旋关系。 I ld B  Fmax 

3)当电流元与磁感应强 度方向为任意角度时受 力大小： dF BIdl sin O 电流元在磁场中受力： dF Idl x B dF称为安培力，式子为安培公式

(3) 当电流元与磁感应强 度方向为 任意角度时受 力大小： dF  BIdlsin F  d I l d B   电流元在磁场中受力： F I l B    d  d  F  d 称为安培力，式子为安培公式