大学物理学-磁及磁感应强度.pptx

大学物理学,磁及磁感应强度,1,、磁学发展过程,地磁,磁石,电流磁效应,科学认知规律,现象,本质,理论,应用,场物质,能量,动量,同极相斥,异极相吸,环路定理,指南针,核磁共振,磁悬浮,一、基本磁现象,实验表明磁轴与自转轴并不平行：,11.5,度的夹角,磁极在不断漂移：地核比地壳转动更快，约,50,万年翻转,2001,年于中国上海浦东国际机场至地铁龙阳路站兴建磁悬浮列车系统，并于,2002,年正式启用该线全长,30,公里，列车最高时速达,430,公里，由起点至终点站只需八分钟1,、磁现象与电流的联系,后来人们还发现磁电联系的例子：,磁体对载流导线的作用；,通电螺线管与条形磁铁相似；,载流导线间有磁力；,1820,年,4,月，丹麦物理学家奥斯特首先发现了电流的磁效应电流：电荷定向运动,磁体的磁效应与运动电荷有关么？,轨道圆电流自旋圆电流分子电流,结论：磁现象起源于运动电荷,I,二、磁现象的电本质,1,、磁场,1,）磁力的传递者是磁场，,磁场与电场一样是客观存在的特殊形态的物质,2,）磁场对外的重要表现是,(1),磁场对进入场中的运动电荷或载流导体有磁力的作用；,(2),载流导体在磁场中移动时，磁场的作用力对载流导体作功，表明磁场具有能量。

电流,磁体,磁场,电流,磁体,三、磁感应强度,2,、,安培定律,安培对电流的磁效应进行了大量的实验研究，在,1821-1825,年之间，设计并完成了电流相互作用的精巧实验，得到了电流相互作用力公式，称为,-,安培定律,实验表明，真空中的载流回路,对载流回路,的作用力,载流回路,对载流回路,同样存在作用力且,即满足牛顿第三定律,3,、磁感应强度,1,）仿照电场强度的定义,2,）引入磁感应强度,1,、电流元（载流导线的微小线元）在空间,P,点产生的磁场：,大小：,方向：右手螺旋法则,真空中的磁导率：,整个载流导体在,P,点的磁感应强度：,四、毕奥沙伐尔定律,2,、定律推论：毕奥,-,萨伐尔定律的微观意义,设,n,是单位体积内的带电粒子数，每个粒子电量为,q,，速度为,v,，作定向运动，形成电流,I,，那么根据电流的定义（单位时间通过截面,S,的电量）可得：,电流元的磁场：,电流元的带电粒子数：,每个运动带电粒子激发的磁场（,运动电荷产生的磁场,）：,（,1,）载流直导线的磁场,解：,取电流元,I,d,l,，,P,点对电流元的位矢为,r,，电流元在,P,点产生的磁感应强度为：,方向垂直纸面向里，且所有电流元在,P,点产生的磁感应强度的方向相同,设垂足为,o,电流元离,o,点为,l,，,op,长为,a,，,r,与,a,夹角为,则,3,、定律应用,l,1,）关于,角的有关规定：,角增加的方向与电流方向相同，则为正，反之，则为负,说明与讨论：,方向：右手螺旋法则,2,）无限长直电流导线的磁场,3,）半无限长直电流导线的磁场,半无限长直电流：垂足与电流的一端重合，而直电流的另一段是无限长。

2,）圆电流的磁场,解：,依据右手螺旋法则，可知电流元与激发的磁场垂直，则：,R,x,由对称性可知：,方向沿,x,轴正向,讨论：,圆电流中心,半圆电流中心,1/n,圆电流中心,方向垂直于圆电流平面，满足右手螺旋法则例 长直电流与圆电流的组合,求下各图中,o,点的,B,例 求如图所示的电流中,P,点的磁感应强度,图（,1,）,图（,2,）,正方形电流中心：,垂直纸面向内,垂直纸面向外,例,求旋转的带电圆盘的圆心处及轴线上的,B,设圆盘的电荷面密度为,，半径为,R,，旋转的角速度为,解：,取半径为,r,宽度为,d,r,的圆环，则旋转时的等效电流,(i),圆盘中心处的,B,为,(ii),圆盘轴线上处的,B,。