第7章1至5节恒定磁场2015wu.pptVIP

恒 定 磁 场　 * 第 七 章 本章目录 7-0 教学基本要求 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 物理学 第五版 本章目录 7-8 载流导线在磁场中所受的力 7-9 磁场中的磁介质 物理学 第五版 物理学 第五版 宏观 定向运动 反作用 反作用 电荷q 电场 产生 电流I 产生 磁场 规定正电荷的运动方向为电流方向。 §7-1 恒定电流 大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。 一.电流及其形成条件 1.电流： 电荷的宏观定向运动形成电流。 导体中电场的方向 从高电势到低电势的方向 高电势 低电势 - - - - S I 电流方向 I I - 电子运动方向 稳恒电场方向 - 即 2.形成条件： ①导体中要存在自由电荷； ②导体两端有一恒定的电势差。 电荷不再运动 二.电流强度、电流密度 + + + + + + 电流：通过截面S 的电荷随时间的变化率 :电子漂移速度的大小 电流密度：细致描述导体内各点电流分布的情况. 该点正电荷运动方向 方向： 大小：单位时间内过该点且垂直于正电荷运动方向的单位面积的电荷 电源：提供非静电力的 装置. 非静电力: 能不断分离正负电荷使正电荷逆静电场力方向运动. +++ --- + §7-2 电源 电源电动势 伏打电池 1801年伏打向拿破伦演示他的电池 机械能——水力 机械能——风力 法国的太阳能电站镜面系统 化学能 电源就是把其他形式的能量转化为电能的装置 电动势的定义：单位正电荷绕闭合回路运动一周，非静电力 所做的功. +++ --- + 非静电电场强度 : 为单位正电荷所受的非静电力. 电源电动势大小等于将单位正电荷从负极经电源内部移至正极时非静电力所作的功. 电源电动势 为一标量，但有方向，即从负极经电源内部到正极，即电源内部电势升高的方向。 ＋ － ＋ － + + + + + - - - - - - + 高电势正极 低电势 负极 电 源 持罗盘的陶佣 ??指南车（模型） §7-3 磁场 磁感强度 一.基本磁现象 司南 N S 铁、钴、镍等的合金和铁氧体 确定 磁极N、S 地南极 地北极 磁南极 磁北极 磁体 永久磁铁 地磁现象 基本磁现象: ①载流导体在磁场中受磁场力作用。 ②载流线圈在磁场中受磁力矩作用而转动。 ③两根平行载流导线间有相互作用。 平行载流导线间的相互作用 二.基本概念 1.磁石(磁铁 ) 永磁铁 电磁铁 天然磁铁 人造磁铁 2.磁性： 磁铁能吸引含有 物质的性质。 3.磁极： 磁铁上磁性最强的两端，分为 极，指向 方， 性相 。 N S 北 南 同 异 斥 吸 运动电荷或电流周围存在的物质，称为磁场。 三.磁场 1.概念： I 2.对外表现 ① 或 I 在磁场中受到力的作用。 力的表现 ②载流导线在磁场中移动，磁场力作功。 功的表现 3.电荷之间的磁相互作用与库仑相互作用的不同 ①电荷无论是静止还是运动的，它们之间都存在库仑 作用； ②只有运动的电荷之间才有磁相互作用。 S K ● N S A 电子从K→A，其轨迹偏离。 ① ② ③ 但比值 实验表明： 当电子的速度 一定。 定义： 大小 方向 小磁针静止时N极的指向 单位 特斯拉T、高斯Gs 四.磁感强度 磁感强度也遵从叠加原理，即 （磁场叠加原理） 单位 特斯拉 + 运动电荷在磁场中受力 高 斯 一 毕奥－萨伐尔定律 (电流元在空间产生的磁场) P * 真空磁导率 §7-4 毕奥-萨伐尔定律 任意载流导线在点 P 处的磁感强度 磁感强度 叠加原理 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 1 2 3 4 5 6 7 8 × × × 例1 载流长直导线的磁场. 解 二 毕奥－萨伐尔定律应用举例 P C D * 方向均沿 x 轴的负方向 的方向沿 x 轴的负方向 无限长载流长直导线 P C D × 半无限长载流长直导线 I B I B X 电流与磁感强度成右螺旋关系 例2 圆形载流导线轴线上的磁场. p * 解 p * I 讨论 （1）若线圈有 匝 （2） （3） R (3) o