大学物理：电磁学部分_9稳恒磁场与电磁场的相对性

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静电荷 运动电荷 稳恒电流 电场磁场 静电场 稳恒磁场 学习方法:类比法

2 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

14-1磁场磁感应强度 基本磁现象 天然磁石同极相斥异极相吸 N SN人 电流的磁效应 1820年 奥斯特

3 一、基本磁现象 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 14-1 磁场 磁感应强度

F′ 电子束 N

4 电子束N S + F F  I

磁现象: 1、天然磁体周围有磁场; 2、通电导线周围有磁场 表现为: 使小磁针偏转 3、电子束周围有磁场。 通电线能使小磁针偏转 5、磁体的磁场能给通电线以力的作用; 表现为 6、通电导线之间有力的作用; 相互吸引 7、磁体的磁场能给通电线圈以力矩作用;排斥 8、通电线圈之间有力的作用; 偏转等 9、天然磁体能使电子束偏转

5 磁现象： 1、天然磁体周围有磁场； 2、通电导线周围有磁场； 3、电子束周围有磁场。 表现为： 使小磁针偏转 表现为： 相互吸引 排斥 偏转等 4、通电线能使小磁针偏转； 5、磁体的磁场能给通电线以力的作用； 6、通电导线之间有力的作用； 7、磁体的磁场能给通电线圈以力矩作用； 8、通电线圈之间有力的作用； 9、天然磁体能使电子束偏转

安培指出: 天然磁性的产生也是由于磁体内部有电流流动 分子电流 N S 电荷的运动是一切磁现象的根源。 运动电荷磁场 磁场 对运动电荷有磁力作用

6 安培指出： n  I N S 天然磁性的产生也是由于磁体内部有电流流动。 分子电流 电荷的运动是一切磁现象的根源。 运动电荷 磁场 磁 场 对运动电荷有磁力作用

磁感应强度 电流(或磁铁)二磁场一电流(或磁铁) 磁场对外的重要表现为 1、磁场对进入场中的运动电荷或载流导体有磁力作 县载流导体在磁场中移动时,磁力将对载流导体作 功,表明磁场具有能量。 对线圈有: 磁矩m=D△$G 法线方向的单位矢量 载流平面线圈 与电流流向成右旋关系 法线方向的规定

7 二、 磁感应强度 电流（或磁铁） 磁场 电流（或磁铁） 磁场对外的重要表现为： 1、磁场对进入场中的运动电荷或载流导体有磁力作 用2、载流导体在磁场中移动时，磁力将对载流导体作 功，表明磁场具有能量。 对线圈有： Pm I Sn   磁矩 = 0  法线方向的单位矢量 与电流流向成右旋关系 I0 n  载流平面线圈 法线方向的规定

磁场中某点处磁感应强度 的方向与该点处实验线圈在稳 定平衡位置时的正法线方向相 B 同;磁感应强度的量值等于具 有单位磁矩的实验线圈所受到 利用实验线圈定义B的圈示的最大磁力矩 当实验线圈从平衡位置转过900 max 时,线圈所受磁力矩为最大 ∝P max 引入磁感应强度矢量B B max B=k max /8M nax

8 I0 n  B  2  利用实验线圈定义B的图示 当实验线圈从平衡位置转过900 时，线圈所受磁力矩为最大。 Mmax  I0 S Mmax  Pm 引入磁感应强度矢量 B  Pm M B  max Pm M B k max = Pm M B max = k = 1 磁场中某点处磁感应强度 的方向与该点处实验线圈在稳 定平衡位置时的正法线方向相 同；磁感应强度的量值等于具 有单位磁矩的实验线圈所受到 的最大磁力矩

磁感应强度 磁力F 大小B=Fma/qv 方向:小磁针在该点的A极指向节 单位:7特斯拉) B 1T=10G(高斯)

9 B  B Fmax q v = 0 方向: 小磁针在该点的N极指向 单位: T(特斯拉) T G 4 1 = 10 (高斯) 大小: 磁力 + v  Fm 磁感应强度 

五、毕奥--沙伐尔定律 1、稳恒电流的磁场 dB 电流元IddB=4 o ldl sin a Delap p=4z×107Tmn4-1 方向判断:dB的方向垂直于电流元与F组成的 平面,dB和I及F三矢量满足矢量叉乘关系 右手定则 dB=Ao ldI xr 4兀 比奥萨伐尔定律 对一段载流导线B=/d=MxF 4丌JL

10 I P . 五 、毕奥---沙伐尔定律 1、稳恒电流的磁场 电流元 Idl  2 0 sin 4 r Idl dB    = 7 1 0 4 10− −  =   TmA  r  dB  3 0 4 r Idl r dB     =   Idl  对一段载流导线    = = L r Idl r B dB 3 0 4       方向判断： 的方向垂直于电流元 与 组成的 平面， 和 及 三矢量满足矢量叉乘关系。 ——右手定则 dB  dB  Idl  Idl  r  r  比奥-萨伐尔定律