5-1稳恒磁场解析.pptVIP

磁学是电磁学的主要组成部分之一。公元前几百年人类就已经观察到磁现象。我国是最早发现磁现象的国家。在1820年，奥斯特（Hans Christian Oersted,1777-1851）在经过多年实验探索后公布了他的实验结果：若在一根导线的附近平行地放置一个小磁针，当导线通有电流时，磁针会发生转动(图5.1a)；若磁针与导线垂直，则观察不到转动现象。电流磁效应的发现使人类第一次从科学上把电与磁联系起来，开拓了电磁学研究的新纪元。 * 第9章 稳恒磁场 9 – 1-1 磁场 磁感强度 * 本章将介绍稳恒电流产生磁场的规律、稳恒 电流的磁场性质、磁场对电流和运动电荷的作用 以及磁介质的磁化现象。 一 磁 场 运动电荷 运动电荷 磁场 二 磁 感 强 度 的 定 义 + 带电粒子在磁场中运动所受的力与运动方向有关. 实验发现带电粒子在磁场中沿某一特定直线方向运动时不受力，此直线方向与电荷无关. + §5-1 毕奥—萨伐尔定律 带电粒子在磁场中沿其他方向运动时 垂直于 与 所组成的平面. 当带电粒子在磁场中垂直于此特定直线运动时受力最大. 大小与 无关 磁感强度 的定义：当 正电荷垂直于 特定直线运动 时，受力 将 方 向定义为该点的 的方向. §5-1 毕奥—萨伐尔定律 单位 特斯拉 + 磁感强度 的定义：当 正电荷垂直于特定直线运动 时，受力 将 方 向定义为该点的 的方向. 磁感强度大小 运动电荷在磁场中受力 §5-1 毕奥—萨伐尔定律 P * 三 毕奥—萨伐尔定律 (电流元在空间产生的磁场) 真空磁导率 任意载流导线在点 P 处的磁感强度 磁感强度叠加原理 §5-1 毕奥—萨伐尔定律 1 2 3 4 5 6 7 8 例 判断下列各点磁感强度的方向和大小. + + + 1、5 点 ： 3、7点 ： 2、4、6、8 点 ： 毕奥—萨伐尔定律 §5-1 毕奥—萨伐尔定律 §5-1 毕奥—萨伐尔定律 四 毕奥---萨伐尔定律应用举例 （1）在载流导线中任取一个电流元 ，写出电流元 在空间任意一点P产生的场强 的大小： 并判定其方向。 （2）建立坐标系（一般取直角坐标系），求出 的分量 、 和 。 （3）利用几何关系分别统一 、 和 中的积分变量， 积分求出 、 和 。 P C D * 例1 载流长直导线的磁场. 解 方向均沿 x 轴的负方向 §5-1 毕奥—萨伐尔定律 的方向沿 x 轴的负方向. 无限长载流长直导线的磁场. + §5-1 毕奥—萨伐尔定律 P C D I B 电流与磁感强度成右手螺旋关系 半无限长载流长直导线的磁场 无限长载流长直导线的磁场 * P I B X §5-1 毕奥—萨伐尔定律 I 真空中 , 半径为R 的载流导线 , 通有电流I , 称为圆电流. 求其轴线上一点 p 的磁感强度的方向和大小. 解 根据对称性分析 例2 圆形载流导线的磁场. p * §5-1 毕奥—萨伐尔定律 p * §5-1 毕奥—萨伐尔定律 3） 4） 2） 的方向不变( 和 成右螺旋关系） 1）若线圈有 匝 讨论 * §5-1 毕奥—萨伐尔定律 o I （5） * A d （4） * o （2 R ） I + R （3） o I I R o （1） x §5-1 毕奥—萨伐尔定律 + + + + + + + + + + + + p R + + * 例3 载流直螺线管的磁场 如图所示，有一长为l , 半径为R的载流密绕直螺线管，螺线管的总匝数为N，通有电流I. 设把螺线管放在真空中，求管内轴线上一点处的磁感强度. 解 由圆形电流磁场公式 o §5-1 毕奥—萨伐尔定律 o p + + + + + + + + + + + + + + + §5-1 毕奥—萨伐尔定律 讨 论 （1）P点位于管内轴线中点 若 §5-1 毕奥—萨伐尔定律 (2) 无限长的螺线管 （3）半无限长螺线管 或由 代入 x B O §5-1 毕奥—萨伐尔定律 + 例4 运动电荷的磁场 毕— 萨定律 运动