22真空中稳恒磁场1(2008).pptVIP

* 恒定电流与恒定电场 上次课： 1.恒定电场及其性质 恒定电场的基本性质与静电场相同; 路的基本方程 大小： 方向： 正电荷运动的方向 2.电流密度: 3.欧姆定律的微分形式: 深刻揭示了电流与场的内在联系. 小结 4.从场的观点给出电源电动势定义 5.从场的观点给出含源电路的欧姆定律 全电路欧姆定律： 一段含源电路： 任取观察方向,计算电势降落。 （后面用） （后面用） 本章无单独的定量要求！ 磁 场 早期:天然磁石对铁磁体作用——磁力 1820年奥斯特发现:通电导线周围的小磁针“一跳” I N S S N N S 电流有磁效应 对磁现象的进一步认识： 运动电荷（或电流） 磁 场 一.运动的电荷（或电流）产生磁场； 二.磁场本身的性质； 三.磁场对运动电荷（或电流）的作用； 阿拉果、安培、毕奥、萨伐尔、拉普拉斯等人对磁现象深入研究 + q I 本章和下章讨论： 第七章 真空中的稳恒磁场 实验发现： 在磁场中某点，运动电荷所受磁力的方向不唯一； 1 一.磁感应强度（ ） + q 1.定义： 静电场中: 稳恒磁场中： 2 在磁场中某点，运动电荷所受磁力的大小不唯一； 还与 的方向有关. ——由恒定电流产生的磁场 存在一特殊方向，电荷沿此方向(或其反方向）运动，不受力； 3 零力线 + q 4 当 ?零力线时， + q 沿零力线且 定义： 大小： 方向： （小磁针N极的指向） 零力线 + q 零力线 + q 2.磁感应线： 为形象描述磁场，类比引入电场线的方法引入磁感应线（ 线）. B 的单位 : 特斯拉(T ) 地磁场大约10-5T , 人体表面 ~10-10T , 小型条形磁铁 ~10-2T ； 电视机内偏转磁场 ~10-1T ； I N S 线特点： 不相交、 不中断、 无头无尾的闭合线. ?m=B?S S ? ? S 3.磁通量: 4.磁场的高斯定律: 通过任一S面的磁通量： S 磁场是无源场! 电荷量子化已被实验证明了。 ?磁单极子 然而迄今为止,人们还没有可以确定磁单极子存在的实验证据。 和电场的高斯定律相比,可知闭合面的磁通量为零,反映自然界中没有与电荷相对应的“磁荷”（或叫单独的磁极）存在。 式中 是电荷、 是磁荷。 如果实验上找到了磁单极子,那么磁场的高斯定律以至整个电磁理论都将作重大修改。 但是狄拉克1931年在理论上指出,允许有磁单极子的存在,提出： 二.毕奥—萨伐尔定律 q . p 静电场中： 稳恒磁场： dq . I dq dE Ep=? Bp=? 1.毕奥—萨伐尔实验 真空中: ——真空磁导率 “无限长”直导线通以电流I，距导线为 r处的 1 p I 真空中: o R I 圆形载流导线,电流为I、半径为R,圆心处的 2 方向：垂直纸面向外 （方向如图） 2.毕奥－萨伐尔定律 ——用实验结果分析得出电流元产生的磁场： 由叠加原理：可给出任一电流产生的磁场的分布： 是矢量叠加 ! 注意： 大小： 方向： 矢量式： . 例一：一段直线电流的磁场。 电流元的磁场: 三.毕奥－萨伐尔定律应用举例 P点处的磁场： 思路？ P （方向如图） 方向： 与电流成右手螺旋关系 I I 讨论： 1.“无限长”直电流的磁场： 2.“半无限长”直电流的磁场： 或 p X x I R 0 ? ? r 例二：载流圆线圈在其轴线上的磁场。 电流元的磁场： 方向垂直于电流元和 r 组成的平面 由于对称性，合磁场沿轴线. 思路？ 讨论: I 与电流成右手螺旋关系 方向： 圆心处的磁场： x=0, ——线圈的磁矩 其中： *