磁感应强度、毕萨定律幻灯片.pptVIP

* 同学们好！ 爱因斯坦70岁生日时的微笑 正如爱因斯坦所描述的，建造新的理论不是像把旧仓库拆了，去造摩天楼；倒不如说成，像爬上一座山，使你能得到更好的视野。如果你朝后看，你还能看到你的旧理论、你的出发点。旧理论并没有消失掉，只是它看上去变小了，也没有以前那么重要。 ------柯尔《物理学与头脑相遇的地方》 第十章 运动电荷间的相互作用 稳恒磁场 结构框图 运动电荷间的相互作用 磁场 稳恒磁场 磁感应 强度 毕-萨定律 磁场的高斯定理 安培环路定理 磁场的基本性质 洛仑兹力 安培定律 带电粒子在磁场中的运动 霍耳效应 磁力和磁力矩 磁力的功 顺磁质、抗磁质和铁磁质的磁化 磁场强度 介质中的安培环路定理 学时：10 难点 运动电荷之间的相互作用，磁场是电场的相对论效应， 磁介质， 重点 基本概念：磁感应强度，磁通量，电流磁矩， 基本规律：磁场叠加原理， 毕－萨定律及其应用， 稳恒磁场高斯定理和环路定理， 磁场的基本性质（无源场、涡旋场） 基本计算：稳恒磁场 分布， 洛仑兹力，安培力，磁力矩， § 10.1 运动电荷间相互作用 要求：了解处理问题的思路，理解结论的物理意义 磁场是从哪里来的？？？ ？ 具体含义 出发点：讨论运动电荷间相互作用 无论检验电荷相对于观察者（场源电荷）运动或静止 场中检验电荷受力 求解 分布 本节讨论的“运动”电荷相互作用 不是指场源电荷与检验电荷间相对运动. 而是指对观察者而言，场源电荷、检验电荷是运动的. 上一章讨论的电相互作用： 场源电荷相对于观察者静止（静电场） 问题： 场源电荷相对于观察者运动 （非静电场） 场中检验电荷 受力如何？ 其电场如何分布？ 一. 运动电荷周围的电场 前提 （2）高斯定理对运动电荷电场仍成立. （高斯定理比库仑定律普遍） （3）洛仑兹变换适用. （1）在不同参考系中，电荷的电量 不变. （ 为相对论不变量） ：固接于观察者 ：固接于电容器 + - （a）讨论 电场 以一个特例来研究运动电荷的电场，所选研究对象： 极板为正方形的平行板电容器电场 + - （b）讨论 电场 + - 边长（原长）： 带电量： 电场分布： 电荷密度： 板外 板间 中:电容器静止（ 情况相同） 中:电容器以速率 沿 轴运动. 带电量: 电荷密度: 边长: S 系中非静电场分布:仍有面对称性. 系中静电场分布:面对称性 电场分布: 仍有面对称性. 板外 板间 即在 方向上 高斯定理仍成立. 带电量: 边长: 板间距离缩短 电荷密度： 电场分布： 即在 方向上 （b） 推广：运动电荷电场分布的一般规律： 在电荷相对其静止的参考系中： （静电场） 在电荷相对其运动的参考系中： （运动电荷电场） 平行于相对速度 方向的场强分量不变. 垂直于相对速度 方向的场强分量扩大 倍. 当场源电荷相对于观察者沿 方向以 匀速运动时： 电场强度在不同惯性系中的变换公式： P 268 [例一] 在S系中以 沿x轴匀速运动点电荷q的电场. （电场对x轴旋转对称分布，可只讨论xy平面内的情况。） 建立固接于 的 系： 至场点位矢 与 夹角. 式中： 讨论 与 系中（静电场）比较 比较： 在 系中（静电场， 球对称分布） 在 系中（运动电荷的电场， 无球对称性） 对 方向旋转对称分布 静止电荷的电场 二者比较 运动电荷的电场 二. 运动电荷间的相互作用 思路：因为只知在场源电荷相对观察者静止时有 成立，所以先在固结于场源电荷的 系中求 ， 至 系中 再用相对论变换 问题： 系（观察者）中 场源电荷以 运动 检验电荷以 运动 求场源电荷与检验电荷的相互作用 设 系中： 由266页 10.1-4 式有： 由 ： 得： 相对论力的变换式 （教材188页8.4-13式 ） 将 变换回 系： 将 变换回 系时要用到速度变换 由164页 8.2-14 式 检验电荷 以 运动： 设 系中 系 代入188页 8.4-13式得： 得在 系中看来，以 运动的场源电荷和以 运动的检验电荷间相互作用： 只与场源电荷有关 令 为磁感应强度 电场力 磁场力 得： （教材270页*） 运动电荷间的相互作用： 磁感应强度：