磁的基本象和基本規(guī)律

1、1. 磁的基本現(xiàn)象和基本規(guī)律磁的基本現(xiàn)象和基本規(guī)律第二章第二章 恒磁場(chǎng)恒磁場(chǎng)基本現(xiàn)象基本現(xiàn)象天然的磁石天然的磁石 fe3o4人工方法制作磁鐵人工方法制作磁鐵鐵磁物質(zhì)在線(xiàn)圈中鐵磁物質(zhì)在線(xiàn)圈中磁化磁化,永久、暫時(shí)磁鐵永久、暫時(shí)磁鐵磁性磁性:可以吸引可以吸引fe co ni這類(lèi)物質(zhì)的性質(zhì)這類(lèi)物質(zhì)的性質(zhì)鐵磁質(zhì)鐵磁質(zhì)fe co ni及其合金一類(lèi)物質(zhì)及其合金一類(lèi)物質(zhì);磁化后可保留部分磁性磁化后可保留部分磁性;人工制造可以長(zhǎng)時(shí)間保留人工制造可以長(zhǎng)時(shí)間保留.磁極磁極 n s磁極的相互作用磁極的相互作用同號(hào)磁極互相排斥同號(hào)磁極互相排斥,異異號(hào)磁極相互吸引號(hào)磁極相互吸引.庫(kù)侖直覺(jué)地感到磁極庫(kù)侖直覺(jué)地感到磁極之間的

2、相互作用也服之間的相互作用也服從從平方反比關(guān)系關(guān)系.小磁針看作小磁針看作:磁偶極子磁偶極子磁的庫(kù)侖定律磁的庫(kù)侖定律實(shí)驗(yàn)證明實(shí)驗(yàn)證明122014mmq qfr磁荷觀(guān)點(diǎn)磁荷觀(guān)點(diǎn)磁偶極子產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度磁偶極子產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度h02020222222 5/201 41424()mmmmmmxmxpruhurp xur ruhxpxyzhxyz 磁磁 電電 的聯(lián)系的聯(lián)系磁磁 電電 的聯(lián)系的聯(lián)系 結(jié)論：結(jié)論：1. 電荷的運(yùn)動(dòng)可以產(chǎn)生磁現(xiàn)象電荷的運(yùn)動(dòng)可以產(chǎn)生磁現(xiàn)象;2. 運(yùn)動(dòng)的電荷會(huì)受到磁力的作用運(yùn)動(dòng)的電荷會(huì)受到磁力的作用;3. 同樣的載流導(dǎo)線(xiàn)同樣的載流導(dǎo)線(xiàn),處于真空和物質(zhì)中產(chǎn)生處于真空和物質(zhì)中產(chǎn)生不同的效果

3、不同的效果.(磁介質(zhì)磁介質(zhì))螺線(xiàn)管的等效作用螺線(xiàn)管的等效作用螺線(xiàn)管的等效作用螺線(xiàn)管的等效作用右手定則右手定則條形磁鐵條形磁鐵螺線(xiàn)管螺線(xiàn)管(相似性相似性)螺線(xiàn)管螺線(xiàn)管:n s 極極性與電流方向成右手右手關(guān)系磁場(chǎng)磁場(chǎng)本質(zhì)本質(zhì):電流周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)電流周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng);磁力的作用通過(guò)磁場(chǎng)傳遞磁力的作用通過(guò)磁場(chǎng)傳遞.分子環(huán)流分子環(huán)流 (安培分子環(huán)流假說(shuō)安培分子環(huán)流假說(shuō))1. 安培安培(法國(guó)法國(guó))：磁鐵的最小單元磁鐵的最小單元-磁分子就是環(huán)形電流磁分子就是環(huán)形電流2. 物質(zhì)磁性的基本來(lái)源物質(zhì)磁性的基本來(lái)源安培定律安培定律-電流元電流元恒定電流存在于閉合恒定電流存在于閉合回路中回路中;閉合回路的形狀大小、閉合回路

4、的形狀大小、相對(duì)位置復(fù)雜相對(duì)位置復(fù)雜.簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化電流元電流元di l安培定律安培定律112212212121122111 222122120111 22212212d dddsindsind sind sindd sind sind4i l ilfrffi lilfkri lilfr安培定律安培定律與電流元的取向、距離有關(guān)與電流元的取向、距離有關(guān).電流元之間作用力的關(guān)系電流元之間作用力的關(guān)系:非實(shí)驗(yàn)結(jié)果非實(shí)驗(yàn)結(jié)果1122122120221112122120022111212212d ddd ( d)dd ( d)d4i l ilfrili lrfkrili lrfr電流元之間的作用力電流元之間的

5、作用力不滿(mǎn)足牛頓第三定律不滿(mǎn)足牛頓第三定律0022111212212d ( d)d4ili lrfr電流元之間的作用力電流元之間的作用力 電流元之間相互作用力的理解電流元之間相互作用力的理解1. 作用力與反作用力大小相等,方向相反(動(dòng)量守恒).2. 作用力與反作用力在相互作用物體的連線(xiàn)上(角動(dòng)量守恒).牛頓第三定律適用于質(zhì)點(diǎn)間的接觸作用.動(dòng)量守恒、角動(dòng)量守恒普遍定律 運(yùn)動(dòng)電荷與電磁場(chǎng)總動(dòng)量和總角動(dòng)量守恒運(yùn)動(dòng)電荷與電磁場(chǎng)總動(dòng)量和總角動(dòng)量守恒電流單位電流單位安培安培電磁學(xué)單位制電磁學(xué)單位制mksa制制長(zhǎng)度長(zhǎng)度 質(zhì)量質(zhì)量 時(shí)間時(shí)間 電流電流(安培安培a)00221112122122271212200

6、12d ( d)d4d4n 410 ad dili lrfrrfil l 電流單位電流單位安培安培(新聞來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)新聞來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)) 芬蘭與美國(guó)的一個(gè)研究小組研制出單電子晶體管（芬蘭與美國(guó)的一個(gè)研究小組研制出單電子晶體管（set）它能將振蕩電壓轉(zhuǎn)換成非常精確的電流，這有望更精確重它能將振蕩電壓轉(zhuǎn)換成非常精確的電流，這有望更精確重新定義電流的基本單位新定義電流的基本單位-安培。納米科學(xué)與技術(shù)在線(xiàn)資納米科學(xué)與技術(shù)在線(xiàn)資源源 安培、伏特及歐姆是電子學(xué)的三大基本單位，后兩者分別安培、伏特及歐姆是電子學(xué)的三大基本單位，后兩者分別通過(guò)約瑟夫森電壓和量子化霍爾電阻的測(cè)量而得，然而目通過(guò)約瑟夫森電壓和量

7、子化霍爾電阻的測(cè)量而得，然而目前的安培測(cè)量技術(shù)卻還延續(xù)著十九世紀(jì)使用的版本：真空前的安培測(cè)量技術(shù)卻還延續(xù)著十九世紀(jì)使用的版本：真空中相距中相距1米的兩根無(wú)限長(zhǎng)且圓截面可忽略的平行導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)通米的兩根無(wú)限長(zhǎng)且圓截面可忽略的平行導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)通過(guò)一恒定電流，當(dāng)兩導(dǎo)線(xiàn)每米長(zhǎng)度之間產(chǎn)生的力等于過(guò)一恒定電流，當(dāng)兩導(dǎo)線(xiàn)每米長(zhǎng)度之間產(chǎn)生的力等于210-7牛頓時(shí)，則規(guī)定導(dǎo)線(xiàn)中通過(guò)的電流為牛頓時(shí)，則規(guī)定導(dǎo)線(xiàn)中通過(guò)的電流為1安培。這種安培。這種宏觀(guān)測(cè)量方法，由于受到導(dǎo)線(xiàn)幾何形狀的影響而限制了測(cè)宏觀(guān)測(cè)量方法，由于受到導(dǎo)線(xiàn)幾何形狀的影響而限制了測(cè)量精度。量精度。 物理學(xué)家希望能通過(guò)一次產(chǎn)生一個(gè)電子的極為精確的電流物理學(xué)家希望能通過(guò)一次產(chǎn)生一個(gè)電子的極為精確的電流源來(lái)重新定義安培。源來(lái)重新定義安培。磁場(chǎng)的描述磁場(chǎng)的描述-磁矩磁矩載流線(xiàn)圈的載流線(xiàn)圈的 磁矩 mn 法線(xiàn)方向與電流方向成右手螺旋關(guān)系法線(xiàn)方向與電流方向成右手螺旋關(guān)系mi sn 磁場(chǎng)的描述磁場(chǎng)的描述實(shí)驗(yàn)磁矩實(shí)驗(yàn)磁矩將實(shí)驗(yàn)線(xiàn)圈放入到磁將實(shí)驗(yàn)線(xiàn)圈放入到磁場(chǎng)中場(chǎng)中,考察受力情況考察受力情況.f=0 ; l力矩與線(xiàn)圈位置有關(guān)力矩與線(xiàn)圈位置有關(guān);存在存