稳恒磁场磁感应强度.ppt

I 无限长直线电流的磁场 . [例3]. 求载流圆线圈轴线上的磁场B，已知半径为R， 通电电流为I。 解：先讨论B的方向 I P x x o 与 是对 x 轴对称的 r R 方向沿 x 轴正向！ 讨论 1）若线圈有 N 匝 3）当 x = 0时，圆心处： 2) 无论 x0 或 x0,B与 x 轴同向 5) x R时： 4）轴线以外的磁场较复杂， 可定性给出磁场分布， 电流与B线仍服从右手螺旋关系。 S N 定义：磁偶极矩 磁 偶 极 子 N S n与I的方向 成右手关系 即: 比较： (延长线上) I o R . P x B B * * * 第七章 恒定磁场 物理学 第五版 * 第七章 电流和稳恒磁场 教学内容 教学内容 §7-1 恒定电流 §7-2 电源 电动势 §7-3 磁场 磁感强度 §7-4 毕奥-萨伐尔定律 §7-5 磁通量 磁场的高斯定理 §7-6 安培环路定理 §7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动 §7-8 载流导线在磁场中所受的力 §7-9 磁场中的磁介质 教学基本要求 二 了解描述磁场的物理量——磁感强度的概念，理解它是矢量点函数. 三 理解毕奥－萨伐尔定律，能熟练应用该定理求解恒定电流产生的磁感强度. 一 了解恒定电流产生的条件，电流密度和电动势的概念. 教学基本要求 五 理解洛伦兹力和安培力的公式 ，能分析电荷在均匀电场和磁场中的受力和运动.了解磁矩的概念. 四 理解稳恒磁场的高斯定理和安培环路定理. 理解用安培环路定理计算磁感强度的条件和方法. 教学基本要求 六 了解磁介质的磁化现象及其微观解释. 了解磁场强度的概念以及在各向同性介质中H和B的关系，了解磁介质中的安培环路定理 . 了解铁磁质的特性. 7-0 教学基本要求 + + + + + + 电流：通过截面S 的电荷随时间的变化率 §7-1 恒定电流 一. 电流 电流密度 金属导体中的带电粒子称为载流子。载流子定向移动所形成的电流称为传导电流。 电流强度是标量。有正、负之分。习惯上把正载流子的流动方向代表电流的方向。 :电子漂移速度的大小 电流密度(electric current density)是描述电流分布的矢量。其方向与正载流子在该点的流动方向相同，大小等于在单位时间内，通过该点附近垂直于正电荷运动方向的单位面积的电荷。 电流密度的单位是A?m-2 。 I 单位A (安培)，常用毫安(mA)、微安(?A) 在有电流的导体中，每一点都具有一定大小和方向的电流密度矢量，构成了矢量场，称为电流场。 引入电流线形象描述电流场中电流的分布，规定曲线上每点的切线方向都与该点的电流密度矢量的方向相同。 由电流线围成的管状区域称为电流管。恒定条件下，通过同一电流管任一横截面的电流相等。 由电流密度的定义知通过导体中任一曲面S的电流I为 与电通量定义式相比较， I 与 j 的关系也是一个通量与其矢量场的关系。 二. 电流的连续性方程 恒定电流条件 导体内任取一闭合曲面S，根据电荷守恒定律，单位时间由闭合曲面 S 内流出的电量，必定等于在同一时间内闭合曲面 S 所包围的电量的减少， 电流连续性方程 恒定电流：电流场不随时间变化的电流。由分布不随时间变化的电荷所激发的电场为恒定电场。 恒定电流条件 恒定电场由运动的而分布不随时间变化的电荷所激发。在遵从高斯定理和环路定理方面，恒定电场与静电场具有相同性质，通称为库仑电场。 §7-2 电源 电动势(electromotive force) 在导体中有稳恒电流流动不能单靠静电场，必须有非静电力把正电荷从负极搬到正极，才能在导体两端维持有稳恒的电势差。 提供非静电力的装置就是电源，如化学电池、硅太阳能电池、发电机等。电源是把能量转换为电能的装置。静电力使正电荷从高电位到低电位。非静电力使正电荷从低电位到高电位。 + – 单位正电荷所受的非静电力，定义为非静电性电场的电场强度，用 Ek表示。 在电源内部，即内电路电荷同时受到恒定电场和非静电性电场的作用，而在外电路却只有恒定电场的作用。 遵从环路定理，上式化为 因此，在电荷q沿电路运行一周的过程中， 各种电场所作的总功为: 电源的电动势? 定义为单位正电荷沿闭合电路运行一周非静电力所作的功，表征电源将其它形式的能量转变为电能的本领。 非静电性