大學(xué)物理 磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度

1++++++一電流密度1.電流——帶電粒子的定向運(yùn)動(dòng)單位:安培(A)單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某橫截面的電量稱(chēng)為電流強(qiáng)度.習(xí)慣上規(guī)定正電荷運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯恼较?§6.1電流電動(dòng)勢(shì)22.電流密度32.電流密度單位:安培每平方米(A/m2)

電流密度矢量

的方向沿該點(diǎn)電場(chǎng)

的方向，大小等于通過(guò)與該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的單位面積的電流強(qiáng)度.—描述電路中某點(diǎn)電流強(qiáng)弱和方向的物理量4三電動(dòng)勢(shì)5非靜電力:能把正電荷從電勢(shì)較低的點(diǎn)(如電源負(fù)極板)送到電勢(shì)較高的點(diǎn)(如電源正極板)的作用力稱(chēng)為非靜電力.電源：提供非靜電力的裝置.+++---+非靜電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng):單位正電荷所受的非靜電力.6電源電動(dòng)勢(shì)的定義：把單位正電荷從負(fù)極通過(guò)電源內(nèi)部移到正極時(shí)，電源中的非靜電力所作的功.自負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部到正極的方向?yàn)殡妱?dòng)勢(shì)的正方向.此定義也適用于非靜電力作用在整個(gè)回路上的情況（如電磁感應(yīng)）電源電動(dòng)勢(shì)也可定義為把單位正電荷繞閉合回路一周時(shí)，電源中非靜電力所作的功.（電源外部）7一基本磁現(xiàn)象1.磁的概念☆磁性：能吸引鐵磁物質(zhì)(Fe、Co、Ni）的一種特性☆磁體：具有磁性的物體☆地磁：地球是一個(gè)大磁體?！畲艠O：磁性集中的區(qū)域沒(méi)有獨(dú)立的N極和S極磁偏角§6.2磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度81820年，丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特(H.C.Oersted，1777－1851）發(fā)現(xiàn)了小磁針在通電導(dǎo)線周?chē)艿酱帕ψ饔枚l(fā)生偏轉(zhuǎn)。

磁鐵對(duì)載流導(dǎo)線、載流導(dǎo)線之間或載流線圈之間也有相互作用。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：2.磁現(xiàn)象的本質(zhì)—-運(yùn)動(dòng)電荷9☆安培的分子電流假說(shuō)②近代分子電流的概念：軌道圓電流＋自旋圓電流＝分子電流①

1822年安培提出了用分子電流來(lái)解釋磁性起源。

一切磁現(xiàn)象的根源是電流.任何物質(zhì)的分子中都存在有圓形電流，稱(chēng)為分子電流.分子電流相當(dāng)于一個(gè)基元磁鐵.10二磁感應(yīng)強(qiáng)度1.磁場(chǎng)電流(或磁鐵)磁場(chǎng)電流(或磁鐵)磁場(chǎng)對(duì)外的重要表現(xiàn)磁場(chǎng)對(duì)進(jìn)入場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)電荷或載流導(dǎo)體有磁力的作用載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)的作用力對(duì)載流導(dǎo)體做功，表明磁場(chǎng)具有能量磁場(chǎng)與電場(chǎng)一樣、是客觀存在的特殊形態(tài)的物質(zhì)。112.磁感應(yīng)強(qiáng)度磁場(chǎng)方向：在平衡位置處，磁力矩為零，線圈正法線所指的方向，定義為線圈所在處的磁場(chǎng)方向（圖2實(shí)線所示）.圖2圖1試驗(yàn)線圈線圈轉(zhuǎn)過(guò)90o，此時(shí)線圈所受磁力矩最大，圖2虛線所示，記為Mmax

實(shí)驗(yàn)指出磁矩

是矢量,方向與線圈的法線方向一致.表示沿法線方向的單位矢量，法線與電流流向成右螺旋關(guān)系

12磁感強(qiáng)度大小磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位：特斯拉（T）1特斯拉＝104高斯（1T＝104G）磁場(chǎng)中某點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與該點(diǎn)處試驗(yàn)線圈在穩(wěn)定平衡位置時(shí)的法線方向相同；磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小等于具有單位磁矩的試驗(yàn)線圈所受到的最大磁力矩.比值的大小可以反映各點(diǎn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。13三磁通量曲線上每一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度

B的方向；規(guī)定：通過(guò)磁場(chǎng)中某點(diǎn)處垂直于B矢量的單位面積的磁力線條數(shù)等于該點(diǎn)B矢量的量值，這樣，曲線的疏密程度可以表示該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B

的大小.I1.磁力線SNI14磁力線的特性:SNI(1)磁場(chǎng)中每一條磁力線都是環(huán)繞電流的閉合曲線，而且每條閉合磁力線都與閉合電路互相套合，因此磁場(chǎng)是渦旋場(chǎng)。(2)任何兩條磁力線在空間不相交.磁力線的環(huán)繞方向與電流方向之間可以用右手定則表示。若拇指指向電流方向，則四指方向即為磁力線方向；若四指方向?yàn)殡娏鞣较?，則拇指方向?yàn)榇帕€方向。15單位：韋伯（Wb）

2.磁通量磁通量：穿過(guò)磁場(chǎng)中某一曲面的磁力線總數(shù)，稱(chēng)為穿過(guò)該曲面的磁通量，用符號(hào)表示.16磁場(chǎng)中的高斯定理：穿過(guò)任意閉合曲面的總磁通量必為零.四磁場(chǎng)中的高斯定理17五畢奧-薩伐爾定律18P*對(duì)于真空中的磁場(chǎng)：真空的磁導(dǎo)率19磁感強(qiáng)度疊加原理：任意形狀的載流導(dǎo)線在給定點(diǎn)P產(chǎn)生的磁場(chǎng)，等于各段電流元在該點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的矢量和.

國(guó)際單位制中，真空中畢奧—薩伐爾定律或20運(yùn)動(dòng)電荷的磁場(chǎng)Idl++++++vISIq電流元Idl內(nèi)，有個(gè)帶電粒子。導(dǎo)體的單位體積內(nèi)有n個(gè)帶電粒子，每個(gè)粒子帶有電量q，以速度

沿電流元

的方向作勻速運(yùn)動(dòng)而形成導(dǎo)體中的電流。電流元的橫截面為S，那么，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)截面S的電量，即電流強(qiáng)度I為則一個(gè)帶電粒子產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為+vr-vr矢量式表示B,v和r三者符合右手螺旋法則一載流直導(dǎo)線，電流為I，方向沿x軸正方向，導(dǎo)線兩端到P點(diǎn)的連線與導(dǎo)線的夾角分別為1和2

。求距導(dǎo)線為a處P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。OPaxxr1.載流直導(dǎo)線的磁場(chǎng)六畢奧-薩伐爾定律的應(yīng)用解：任取一電流元在給定點(diǎn)P產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為方向垂直紙面向外.23OPaxxr242.圓弧形電流在圓心產(chǎn)生的磁場(chǎng)

已知:R、I，圓心角為θ，求在圓心O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度.解：任取電流元θrR

圓電流中心的磁場(chǎng)1/n圓電流的中心的磁場(chǎng)在圓心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為方向垂直于紙面