大学物理学（陈曙光）第十四章.pptVIP

B E 一.霍耳效应：1879年美国物理学家霍耳发现：对应图 中沿Y方向有电势差 qEH=qvB EH=vB UH=EHh= vBh I=nbhqv UH=IB/nqb EH h b 霍耳电势差 §14.6 带电粒子在 磁场中的运动 二.霍耳效应的应用 ?判定导电机制 ?测量未知磁感强度 ?磁流体发电 － + B Z Y X a b V §14.6 带电粒子在 磁场中的运动 * “我们的物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们所知道的任何其它现象的零散的罗列，我们将把整个宇宙容纳在一个体系中。” ——奥斯特，1803年 第十四章 电流和磁力 本章学习内容 1. 理解电场是维持导体中电流的必要条件，了解导 体内电流作功时的能量转换关系，掌握电源电动 势的概念。 2. 掌握磁感应强度的定义及其物理意义。掌握磁通 量的物理意义和计算。 3. 掌握毕-萨定律，并能运用它计算几何形状简单 的载流导体的磁场分布。 4. 理解安培环路定理的物理意义，并应用定理计算 具有高度对称性的磁场。 5. 掌握安培力公式，并运用它计算载流导体和运动 电荷在磁场中受力，计算载流线圈在磁场中受的 力矩。 6. 掌握带电粒子在磁场中的运动规律。 第十四章 电流和磁力 §14.1 电流密度矢量 电动势 §14.2 磁场 §14.3 毕奥-萨伐尔定律 §14.4 安培环路定理 §14.5 磁场对载流导线的作用力 §14.6 带电粒子在磁场中的运动 §14.7 电磁场的相对性 ●电流产生条件 ●电流的分类： ① 传导电流；② 运流电流 一.电流current 二.电流强度： [A] 从场的角度认识 §14.1 电流密度矢量 电动势 导体dV中的电流 令： 漂移速度： 定义： 有： 为电流密度。 ●电流线 三. 电流连续性方程 §14.1 电流密度矢量 电动势 1. 电流连续性原理：单位时间通过闭合面向外流出的 电荷，等于闭合面内电荷的增量的负值。 q2 q1 2. 稳恒电流 电流场中各点的电流密度的大小和方向均不随时间改变。即 ● 稳恒电流的电路必须闭合。 ——稳恒条件 一. 电源：将其它形式的能量转变为电能的装置。 电源 负载 Ek 2. 电动势[electro motive force (emf)]：描述电源将其 它形式能量转变成电能的能力。 3. 非静电力(non-electrostatic force)：在电源内部将正 电荷从电势低的电源负极移动到电势高的正极的力。 与静电力相反。因此在电源内部存在一非静电场Ek。 二. 电动势(emf)：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。即 §14.1 电流密度矢量 电动势 ● 电动势是标量，单位：V， 方向从电源负极指向正极。 ● 磁场—电流周围存在着一种特殊物质。 ◆ 磁的由来：运动电荷对运动电荷的作用 单位：T(特斯拉)； 方向：为小磁针N极指向。 ● 磁感应强度Magnetic Induction定义 ◆ fLmax是一个运动电荷受另外的运动电荷的电场力的一部分。 §14.2 磁场 ● 磁场服从叠加原理：B = ?Bi ● 磁通量： 通过某面积的磁力线的总条数。单位: Wb(韦伯) ● 磁场的高斯定理 (磁通连续原理) ● 电流产生磁场的判定：右手螺旋定则。 §14.2 磁场 对奥斯特的发现首先进行精确分析的是法国物理学家毕奥(1774 -1862年)和萨伐尔(1791-1841年)。1820年10月20日，他们在法国科学 院的一次会议上宣读了题为《运动的电传递给金属的磁化力》的论 文报告了他们通过实验发现直线电流对磁针的作用规律：B∝I/r。 后来法国数学家、物理学家拉普拉斯从数学上推导出电流元的 作用表达式。 从奥斯特磁针的一跳到对磁现象的系统认识只用半年时间，说 明科学家的锲而不舍的精神。 一.毕奥-萨伐尔定律： 描述电流元 current element的磁场。 —真空中的磁导率 分割电流元→建立坐标系→确定电流元的磁场→求 B。 二.应用毕萨定律解题(计算一段载流导体的磁场) §14.3 毕奥-萨伐尔 定律 例1