磁感強(qiáng)度磁場(chǎng)的高斯定理.ppt

11-1 磁感強(qiáng)度 磁場(chǎng)的高斯定理,1. 基本磁現(xiàn)象,中國(guó)在磁學(xué)方面的貢獻(xiàn)：,最早發(fā)現(xiàn)磁現(xiàn)象：磁石吸引鐵屑,春秋戰(zhàn)國(guó)呂氏春秋記載：磁石召鐵,東漢王充論衡描述： 司南勺最早的指南器具,十一世紀(jì)沈括發(fā)明指南針，發(fā)現(xiàn)地磁偏角， 比歐洲的哥倫布早四百年,十二世紀(jì)已有關(guān)于指南針用于航海的記載,司南勺,早期的磁現(xiàn)象包括:,(1)天然磁鐵吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)。,(2)條形磁鐵兩端磁性最強(qiáng)，稱(chēng)為磁極。一只能夠在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)的條形磁鐵，平衡時(shí)總是順著南北指向。指北的一端稱(chēng)為北極或N極，指南的一端稱(chēng)為南極或S極。同性磁極相互排斥，異性磁極相互吸引。,(3)把磁鐵作任意分割，每一小塊都有南北兩極，任一磁鐵總是兩極同時(shí)存在。,(4)某些本來(lái)不顯磁性的物質(zhì)，在接近或接觸磁鐵后就有了磁性，這種現(xiàn)象稱(chēng)為磁化。,基本磁現(xiàn)象,1820年 奧斯特 磁針的電碰撞實(shí)驗(yàn),電流的磁效應(yīng),磁現(xiàn)象與電現(xiàn)象有沒(méi)有聯(lián)系？,安培提出分子電流假設(shè):,磁現(xiàn)象的電本質(zhì)運(yùn)動(dòng)的電荷產(chǎn)生磁場(chǎng),基本磁現(xiàn)象,奧斯特,2. 磁感應(yīng)強(qiáng)度,設(shè)帶電量為q，速度為v的運(yùn)動(dòng)試探電荷處于磁場(chǎng)中，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：,（2）在磁場(chǎng)中的p點(diǎn)處存在著一個(gè)特定的方向，當(dāng)電荷沿此方向或相反方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受到的磁力為零，與電荷本身性質(zhì)無(wú)關(guān);,（1）當(dāng)運(yùn)動(dòng)試探電荷以同一速率v沿不同方向通過(guò)磁場(chǎng)中某點(diǎn) p 時(shí)，電荷所受磁力的大小是不同的，但磁力的方向卻總是與電荷運(yùn)動(dòng)方向（ ）垂直；,（3）在磁場(chǎng)中的p點(diǎn)處，電荷沿與上述特定方向垂直的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的磁力最大(記為Fm)， 并且Fm與qv的比值是與q、v無(wú)關(guān)的確定值。,方向：小磁針平衡時(shí)N 極的指向。,大?。?單位：特斯拉（T） 高斯（Gs）,由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見(jiàn)，磁場(chǎng)中任何一點(diǎn)都存在一個(gè)固有的特定方向和確定的比值Fm/(qv)，與試驗(yàn)電荷的性質(zhì)無(wú)關(guān)，反映了磁場(chǎng)在該點(diǎn)的方向和強(qiáng)弱特征，為此，定義一個(gè)矢量函數(shù)：,磁感強(qiáng)度,3. 磁場(chǎng)的高斯定理(磁通連續(xù)原理),幾種不同形狀電流磁場(chǎng)的磁感應(yīng)線,3.1 磁感應(yīng)線的性質(zhì),與電流套連,閉合曲線(磁單極子不存在),互不相交,方向與電流成右手螺旋關(guān)系,規(guī)定：通過(guò)磁場(chǎng)中某點(diǎn)處垂直于 矢量的單位面積的磁感應(yīng)線數(shù)等于該點(diǎn) 矢量的量值。 磁感應(yīng)線越密，磁場(chǎng)越強(qiáng)；磁感應(yīng)線越稀，磁場(chǎng)就越弱，磁感線的分布能形象地反映磁場(chǎng)的方向和大小特征。,3.2 磁通量,磁通量：穿過(guò)磁場(chǎng)中任一給定曲面的磁感線總數(shù)。,對(duì)于曲面上的非均勻磁場(chǎng)，一般采用微元分割法求其磁通量。,磁場(chǎng)的高斯定理(磁通連續(xù)原理),單位：韋伯(Wb),對(duì)所取微元，磁通量：,對(duì)整個(gè)曲面，磁通量：,磁場(chǎng)的高斯定理(磁通連續(xù)原理),穿過(guò)任意閉合曲面S的總磁通必然為零，這就是磁場(chǎng)的高斯定理。說(shuō)明磁場(chǎng)是無(wú)源場(chǎng)。,3.3 磁場(chǎng)的高斯定理,由磁感應(yīng)線的閉合性可知，對(duì)任意閉合曲面，穿入的磁感應(yīng)