大学物理课件：8-2 磁感应强度 磁场的高斯定理.pptVIP

解：以 P 点为坐标原点，向右为坐标正向； 取宽为 dx的窄条为电流元，窄条电流元相当于无限长载流直导线（如图）. dx内的电流 例3：一宽为 a 无限长载流平面，通有电流 I , 求距平面左侧为 b 与电流共面的 P 点磁感应强度 B 的大小。 dx内的电流激发的磁场 各电流元dB的方向均为⊙. 故总磁感应强度为： 方向为⊙ 例4: 均匀带电圆盘以通过圆心轴线匀速旋转. 解： 如图取半径为r,宽为dr的环带为电流元。 q R r 求圆心处的 及圆盘的磁矩 电流元电流 圆盘带的总电量为q，则电流元的电量: 已知：q、R、 q R r 由电流为I的线圈磁矩 可得环带电流元dI的磁矩 方向为： 电流元在圆心处激发的磁场： 方向为垂直屏面向内, 且各电流元dB的方向相同, 故总磁感应强度为： 带电圆盘总磁矩 方向为： 例5 波尔氢原子模型中，求电子轨道磁矩m与轨道角动量L之间的关系，并计算氢原子基态时的电子轨道磁矩mB . 解：设电子绕核作匀速圆周运动的半径 为r，转速为n. 其运动相当于一个圆电流，电流的值为 I = ne, 圆电流的面积为S = pr2 . 则电子轨道磁矩m为：m = IS = ne pr2 电子轨道角动量L为：L = mevr = me2prnr = 2menpr2 比较以上两式可得： 式中，me为电子质量 m和L的方向按右手法则判定，如图所示。 （注意：电子带负电，故I与v方向相反） 故上式的矢量式为： 由量子理论，L的量值为 的整数倍， 故氢原子基态时的电子轨道磁矩为 将 e=1.6 × 10-19C, me=9.11 × 10-31kg, 普朗克常数 h= 6.626 ×10-34J·s 代入，得 --波尔磁子，所有磁矩的最小单位 电子除做轨道运动外，还有自旋，自旋也有ms和Ls 作业 8 – 5, 7, 8, 10, 12, 13, 16, 17, 19，22 * * 结论：在垂直于直导线的平面上，磁感应线为一系列环绕电流的同心圆。 * 可不讲 §8-2 磁感应强度 磁场的高斯定理 1.基本磁现象 BC 600 年前, 发现天然磁石—Fe3O4. 现在, 磁铁主要是人工制成的. 永久磁铁—铁钴镍等合金 铁氧磁体(磁性瓷, Fe2O3与CuO、ZnO、MnO等烧结物) 电磁铁—铁钴镍硅等合金 磁性两端最强，中间无磁性； 悬挂转向南北方向：北极-N、南极-S； 磁力同号排斥，异号吸引； 磁力同磁极间距离平方成反比（Michell实验）； 不存在独立N、S极（同点电荷比较）。 永磁体和电磁铁 早期- 磁学和电学独立发展 19世纪初 奥斯特发现载流导线 磁力 磁针 安培发现载流导线 磁力 磁铁 载流导线 磁力？ 载流导线 磁现象 电荷运动 磁学发展历史 + + + - - - - + ..\..\演示仪器和程序\大学物理演示课件\复旦大学物理演示录像\磁学\载流平行铝箔间作用力.wmv ..\..\演示仪器和程序\大学物理演示课件\复旦大学物理演示录像\磁学\安培力.wmv 安培提出物质磁性本质的假说： 分子电流 磁现象 分子电流同向排列 磁性 近代理论和实验表明： 电子轨道运动 电子自旋 分子电流 一切磁现象起源于电荷的运动： （1）静止电荷 激发 电场 运动电荷 激发 磁场+电场 （2） 电力 静止电荷 电力和磁力 运动电荷 （3）电流 磁场 电流 运动电荷 磁场 运动电荷 磁力—磁场力 电磁场具有统一性 电磁场 2. 磁感应强度 实验表征磁场: 试探电荷表征电场 运动试探电荷(或载流导体和永久磁铁)表征磁场 磁感应强度 B – 基本物理量 运动电荷磁场中受力特点: (1)速率v相同,方向不同,磁力F大小不同; (2)磁力F总是垂直于速度v; (3) v沿一特定方向(或其反方向), F为0 定义磁场方向(即B方向) : F=