《大学物理》课程教学资源（讲稿）第三篇 电磁学（Electromagnetism）第11章 真空中的恒定磁场

其空中的定 2006-5-25

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11-1磁感应强度磁场高斯定理 磁现象 ◎磁现象发现已有 两千五百多年了 ●《吕氏春秋》:“慈石召铁” 磁石吸铁性质 《韩非子·有度》:“司南” 磁石琢磨成的指南针 2006-5-25

2006-5-25 2 §11-1 磁感应强度 磁场高斯定理 一 .磁现象 z 磁现象发现已有 磁现象发现已有 两千五百多年了 两千五百多年了 z 《吕氏春秋》:“慈石召铁” ----磁石吸铁性质 z《韩非子·有度》：“司南” ----磁石琢磨成的指南针 磁石琢磨成的指南针

1l世纪,沈括制造了航海用的指南针, 并在《梦溪笔谈》中作了记载 磁性材料: 1天然磁铁矿石:四氧化三铁(FeO) 2人工磁铁:氧化铁(Fe2O3)与一种或多种 价金属氧化物(CuO,MnO,ZmO,BaO 等)的粉末混合高温烧结而成 2006-5-25

2006-5-25 3 z11世纪，沈括制造了航海用的指南针， 世纪，沈括制造了航海用的指南针， 并在《梦溪笔谈》中作了记载 z 磁性材料： 1.天然磁铁矿石： 天然磁铁矿石：四氧化三铁(Fe3O4) 2.人工磁铁：氧化铁(Fe2O3)与一种或多种 二价金属氧化物 二价金属氧化物(CuO, MnO, ZnO, BaO 等) 的粉末混合高温烧结而成 的粉末混合高温烧结而成

磁现象: *磁性:可吸引铁,镍,钴等物质 *磁极:磁性最强的区域(磁铁两端) 婚磁力:磁极同性相斥,异性相吸 指向:悬挂的条形磁铁会自动地转向南 北方向,指向北方的磁极为北极(N) 指向南方的磁极为南极(S) 2006-5-25

2006-5-25 4 磁现象： ‘磁性：可吸引铁，镍，钴等物质 可吸引铁，镍，钴等物质 ’磁极：磁性最强的区域 磁性最强的区域(磁铁两端) 磁力：磁极同性相斥，异性相吸 磁极同性相斥，异性相吸 指向：悬挂的条形磁铁会自动地转向南 悬挂的条形磁铁会自动地转向南 北方向，指向北方的磁极为北极 北方向，指向北方的磁极为北极(N)， 指向南方的磁极为南极 指向南方的磁极为南极(S)

几个重要实验 实验(奥斯特) B 揭示出电流可对磁针施加作用力 2006-5-25

2006-5-25 5 几个重要实验 z 实验一(奥斯特) N S A B I N S 揭示出电流可对磁针施加作用力 揭示出电流可对磁针施加作用力

实验二(安培) N S 揭示出磁铁会对电流施加作用力 2006-5-25

2006-5-25 6 z实验二(安培) S N Fv I N S I 揭示出磁铁会对电流施加作用力 揭示出磁铁会对电流施加作用力

实验三(安培) b 相互 相互 吸引 排斥 揭示出载流导线之间有相互作用力 2006-5-25

2006-5-25 7 z实验三(安培) 相互 吸引 相互 排斥 揭示出载流导线之间有相互作用力 揭示出载流导线之间有相互作用力

安培分子电流假说 物质的每个分子都存在着回路电流 分子电流 ●分子电流作定向排列,则宏观 上就会显现出磁性来 ●结论:磁现象的本源是电荷的运动 2006-5-25

2006-5-25 8 安培分子电流假说： 安培分子电流假说： 物质的每个分子都存在着回路电流 物质的每个分子都存在着回路电流 ----分子电流 z 分子电流作定向排列，则宏观 分子电流作定向排列，则宏观 上就会显现出磁性来 上就会显现出磁性来 S N N S z结论：磁现象的本源是电荷的运动 磁现象的本源是电荷的运动

磁场:磁作用通过磁场进行 流向磁场磁铁 磁铁 →电流 (电流)磁场运动电荷 运动电荷 (电流) 2006-5-25

2006-5-25 9 磁场：磁作用通过磁场进行 磁作用通过磁场进行 磁场 磁铁 磁铁 电流 电流 磁场 运动电荷 (电流) 运动电荷 (电流)

磁感应强度 速度为v的电荷q进入磁场中 a场中各点都有一特定方向,电荷 沿该方向(或反方向)运动时不受 磁力作用 磁场方向 b运动电荷受到的磁力方向总 是同时垂直于电荷运动方向 和磁场方向。 2006-5-25

2006-5-25 10 二.磁感应强度 a.场中各点都有一特定方向，电荷 场中各点都有一特定方向，电荷 沿该方向(或反方向)运动时不受 磁力作用 速度为v的电荷q 进入磁场中： v ----磁场方向 b.运动电荷受到的磁力方向总 运动电荷受到的磁力方向总 是同时垂直于电荷运动方向 是同时垂直于电荷运动方向 和磁场方向