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1.运动电荷的磁场 由磁场的叠加原理可以认为：一段电流元产生的磁场是由电流元内 做定向运动的电荷产生的。 电流 I 等于单位时间通过导线截面积S的电荷量。 代入 的表示式中 而电流元中 nsdl=dN 是带电粒子的总量。单个电荷对磁感应强度的贡献为： 由于dl // v q 0, q 0, ⊙ B // v?r B // –(v?r ) 方向 例4：氢原子中的电子以速率V=2.2×106m/s在半径r=0.53 ×10-10m的圆周轨道上匀速运动。求电子在轨道中心产生的磁感应强度。 解： 解2：电子在轨道上运动，可以看成是圆形电流，电流强度为： 园电流在圆心产生的磁感应强度为： 磁场中的高斯定理和安培环路定律 §11-3 一、磁感线： 形象的描绘磁场分布的空间曲线。 二、规定： 1.B的方向：磁感线上任意点的切线方向为该点磁感应强度B的方向。 2. B的大小：穿过垂直于磁感应强度B方向的单位面积的磁感线根数。 磁感应强度大小为磁感线的面密度。 I 无限长直载流导线的磁感线分布 磁感应强度始终与r垂直。 半径为r处，磁感应强度大小 相等。 载流螺线管的磁感线分布 三、磁感线性质 2、磁感线为闭合曲线，没有起点，也没有终点。或始于无穷远，也终于无穷远处。 3、磁感线密处 B 大；磁感线疏处 B 小。 1、磁感线不相交。 在稳恒磁场中，其基本定律也是高斯定律、与环路定律。 四、磁通量 1.穿过一面积元的磁通量定义为： 由 与磁感线的式子比较，磁通量的数值就等于磁感线的条数 2.穿过某一曲面的磁通量 单位：韦伯，Wb 为标量，只有大小正负之分。其数值等于通过该曲面的磁感线的条数。 为正通量。 为负通量。 例1、如图 矩形线圈与载流无限长直导线共面，直导线电流为I,求线圈的磁通量。 I 解：选宽度为dr ,平行于直导线的 面积元 ds=ldr 3.穿过闭合曲面的磁通量 规定闭合面的外法线方向为正 磁感线穿出闭合面时 磁感线穿入闭合面时 B B n n 磁通量为正。 磁通量为负。 五、磁场中的高斯定理 1.定理表述 2.定理证明： 由于磁感线为闭合曲线，穿入穿出闭合面的磁感线根数相同，正负磁通量抵消。 穿过任意闭合面的磁通量等于 0。 磁场是无源场，磁感线为闭合曲线，磁场是涡旋场。 安培环路定理 一、定理表述 磁感应强度沿闭合回路的线积分， （ B 的环流），等于环路所包围电流的代数和乘以 ?0。 注意：I是有符号的，四指沿环路的方向弯曲，电流与拇指方向相同的 I 取正值，电流与拇指方向相反的 I 取负值。 如图所示，求环路L的环流 解：由环路定理 * 第11章 稳恒电流磁场 11.1 稳恒电流和电动势 11.1.1.稳恒电流和电流密度 一.电流强度: 电流—电荷在导电材料内做的定向运动。 载流子：把起导电作用的电荷称为载流子—可以是 电子、质子、离子或空穴。 电流强度：单位时间通过导体某一横截面的电 量。 当电流强度不随时间变化的为稳恒电流，可以表示为： 电流的方向规定为正电荷的运动方向，如果是负电荷导电，则负电荷运动方向与电流方向相反。 左图为一段长度为dl的导线，设导线截面积为S，电荷体密度为n,每个电荷电量为q，导线中电荷的电量为 若电荷通过dl 所用的时间为dt，电流强度 I 等于单位时间通过截面积S的电荷量为： dl /dt是电荷在导线中的漂移速度。 二.电流密度 如右图，电流在一粗细不均的导线中流动时，电流强度相同，但是导线中不同的位置，电流密度不同。 垂直于电流方向单位面积的电流强度。 1.电流密度定义 电流密度是矢量，则通过面积dS的电流强度为 θ是ds与j之间的夹角 电流密度为矢量，方向为导体内该点电场强度方向。穿过导体横截面的电流强度为： 电流强度是通过面积S的电流密度的通量。 电容 负载 11.1.2、电源、电动势概念 电容接通负载后，可以向外提供电流，但是电流逐步变小，直至消失。 要向外电路提供持续稳定的电流必须靠电源。电源通过非静电力将负极板上的正电荷再次移到正极板。 1.电源：能够将其它形式的能量转变为电能的装置。 2.电动势描写电源将其它形式能量转变成电能的能力。 在电源内部存在一非静电力，该非静电力将正电荷从电势低的电源负极移动到电势高的正极。因此在电源内部存在一非静电场 Ek 。 电源电动势定义 电源的电动势大小等于电源两端的电势差。 非静电场在电源内部从负极到正极移动单位正电荷所作的功。 负载 Ek 电源 移动电荷时要克服电场力作功， 11.2 稳恒电流的磁场 1.物质的磁性 磁铁具有吸引铁、钴、镍的性质。（古称慈石。） 2、磁极 南极（S极）、北极（N