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------------------------------------------------------------------------------- * ------------------------------------------------------------------------------- §8.2　磁场　磁感应强度 一、 基本磁现象 1.自然磁现象 同极相斥,异极相吸 天然磁石 S N S N 磁性、磁体、磁极 2.电流的磁效应 1819－1820年丹麦物理学家奥斯特首先发现电流的磁效应 I S N 磁现象与运动电荷之间有着密切的联系。 ?1822年安培提出了 用分子电流来解释磁性起源 N S 电荷的运动是一切磁现象的根源。 ３. 磁力 磁力是发生于运动电荷间的相互作用力，它决定于运动电荷的速度 二、磁感应强度 电流(或磁铁) ? 磁场 ? 电流(或磁铁) 1.磁场 运动电荷(电流) 激发磁场。 同时也激发电场。 磁场对外的重要表现为： (1) 磁场对运动电荷(电流)有磁力作用 (2) 磁力作功，表明磁场具有能量。 2. 磁感应强度 磁矩: I pm pm与I组成右螺旋 磁场方向: 规定线圈在稳定平衡位置时的磁矩的方向 磁感应强度的大小: 当实验线圈从平衡位置转过900时，线圈所受磁力矩为最大,且 单位: 1特斯拉＝104高斯 （1T＝104GS） 三、磁场中的高斯定理 1.磁力线 磁力线切线方向为该点磁场方向。 定量地描述磁场强弱,B大小定义为： I 直线电流磁力线 I 圆电流磁力线 I 通电螺线管磁力线 (1)磁感应线都是环绕电流的闭合曲线，磁场是涡旋场。 (2) 任意两条磁感应线在空间不相交。 (3)磁感应线方向与电流方向遵守右螺旋法则 2. 磁通量 穿过磁场中任一曲面的磁感应线条数，称为该曲面的磁通量，用符号Φm表示。 S 3.磁场中的高斯定理 穿过任意闭合曲面的磁通量为零 (1) 磁力线是无头无尾的闭合曲线， (2) 磁场是无源场 (无磁单极存在) 四、毕奥—萨伐尔定律 1.稳恒电流的磁场 电流元 I p dB 的方向 毕奥---沙伐尔定律 对一段载流导线 若? =0或 ?，则dB=0， 即电流元不在自身方向上激发磁场。 若? = ?/2，则dB最大 (其它因素不变下) 2.运动电荷的磁场 在非相对论条件下的电场与磁场 电流的微观形式 I 若载流子的数密度为n，电量为q，运动速度为u，则dt时间内通过s截面的电量 电流元Idl中载流子(运动电荷)有 dN个 毕奥－沙伐尔定律的微观形式 ? q p ? p 五、毕奥－萨伐尔定律的应用 1.载流直导线的磁场 x y z 0 已知：真空中I、?1、 ?2、a 取电流元Idl, 如图 P 所有电流元在P点产生的磁感应强度的方向相同 设0P=a,则 : 关于角的有关规定 以OP为起始线, ?角增加的方向与电流方向相同，则为正，反之，则为负。 p 0 p 0 p 0 无限长电流的磁场 半无限长电流的磁场 直导线延长线上电流的磁场 2.圆弧形电流在圆心产生的磁场 已知: R、I，圆心角为θ，求在圆心O点的磁感应强度. 任取电流元 θ r R 方向： 右手螺旋法则 圆电流中心的磁场 1/n 圆电流的中心的磁场 §8.3　安培环路定理 一、安培环路定理 在静电场中 在稳恒磁场中 I L 1. 任意积分回路 2. 积分回路不环绕电流 A B 3 . 积分回路环绕多个载流导线 I4 I5 I1 I2 I3 若电流流向与积分环路构成右手螺旋，I取正值；反之，I取负值. 在真空中的稳恒磁场中，磁感应强度B沿任意闭合曲线的积分(环流)，等于该闭合曲线所环绕的电流的代数和的?0倍. 称为磁场中的安培环路定理 说明： (1) B是dl处的总磁场 (2)只适用于稳恒电流(闭合或延伸到∞) I1 0 I2 0 L S (3)右螺旋关系确定I内i的有正、负； (4) 说明磁场是非保守场，有旋场。 二、 安培环流定理的应用 求磁感应强度 1. 分析磁场分布的对称性或均匀性。 2. 选择一个合适的积分回路 3. 再由 求得B 1.无限长圆柱载流导体的磁场分布 圆柱体半径R ，电流为 I I 分析对称性 电流分布——轴对称 P 0 p r ds1 ds1 磁场分布——轴对称 * *