《磁场强度毕奥萨伐尔定律及运动电荷产生的磁场大学物理电子教案课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《磁场强度毕奥萨伐尔定律及运动电荷产生的磁场大学物理电子教案课件（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,稳恒磁场,2,前 言,静止的电荷周围电场。,主要内容：,1.描述磁场的基本物理量磁感应强度。,2.反映磁场性质的两条定理磁场的高斯定理和安培环路定理。,磁现象与电现象有很多相似之处，但要注意不同之处。,3.磁场对运动电荷、载流导线的作用洛仑兹力，安培力和磁力矩。,运动的电荷周围电场和磁场。,4.磁介质的性质。,3,磁场 磁感应强度 毕奥萨伐尔定律,4,电与磁之间存在着内在的联系。,安培“分子环流假说”：,一切磁现象都起源于电流。,总结：一切磁现象都可以归结为运动电荷（即电流）之间的相互作用。磁力是电荷之间的另一种力。,5,磁铁和运动电荷（电流）会在周围空间激发场-磁场。,注意：无论电荷是运
2、动还是静止，它们之间都存在库仑相互作用，但只有运动着的电荷才存在着磁相互作用。,磁场的基本性质：对运动电荷（电流）有力的作用。,1）磁场对磁铁、对电流、对运动电荷均有作用力；,2）载流导体在磁场中移动时，磁场的作用力对它作功。,磁场是一种物质，,恒定磁场在空间的分布不随时间变化的磁场。,其物质性体现在：,3）变化的磁场在空间传播，表明磁场具有动量。,6,当运动电荷速度与磁场方向垂直时受到洛伦兹力 fL 最大。,当电荷运动速度与磁场方向一致时电荷受力为零。,当把运动电荷放在磁场中后，它会受到一种与其速度有关的力，这个力称为洛仑兹力。,描述磁场性质的基本物理量。,1.磁感应强度的定义,定义：磁感应
3、强度,大小：,7,单位:特斯拉（T）。,方向:小磁针在该点平衡时N 极的指向。,注意： 的大小和方向是分别定义的；,研究一段电流元产生磁感应强度的规律。,表述：电流元 在空间 点产生的磁场 为：,电流元 ：,方向：线元上通过的电流的方向。,大小：,8,真空中的磁导率,的方向：从电流元所在位置指向场点P。,一段载流导线产生的磁场：,的方向垂直于 和 所形成的平面。,的方向。,大小：,方向：,为 与 之间的夹角。,9,4.求 B 的分量 Bx 、By 、Bz ;,3. 确定电流元的磁场,2.分割电流元;,1.建立坐标系;,计算一段载流导体的磁场,2.应用毕萨定律解题的方法,直角坐标系：,10,例1
4、:一段有限长载流直导线,通有电流为 I ,求距 a 处的 P 点磁感应强度。,解:,分割电流元,11,讨论:,1.无限长载流直导线的磁场：,2.半无限长载流直导线的磁场：,3.载流导线延长线上任一点的磁场,12,分割电流元为无限多宽为 dx的无限长载流直导线；,解：以 P 点为坐标原点，向右为坐标正向；,电流元电流,例2：一宽为 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。,13,例3：一载流圆环半径为R 通有电流为 I，求圆环轴线上一点的磁感应强度 B。,解：将圆环分割为无限多个电流元；,电流元在轴线上产生的磁感应强度 dB 为：,由
5、对称性可知，,14,讨论:,1.载流圆环环心处,x = 0;,有：,2.圆弧电流中心处,有：,15,例4：一根无限长导线通有电流I，中部弯成圆弧形，如图所示。求圆心o点的磁感应强度B。,解：直线段ab在o点产生的磁场：,垂直纸面向里,cd段：,垂直纸面向里,16,例5：计算组合载流导体在 o 点的磁感应强度。,解：o 点 B 由三段载流导体产生。,规定垂直纸面向里为正向，,例6：一正方形载流线圈边长为 b,通有电流为 I，求正方形中心的磁感应强度 B。,解：,B= B1+ B2+ B3+ B4,= 4B1,17,考虑一段导体，其截面积为S，其中自由电荷的密度为n，载流子带正电q，以同一平均速度
6、 运动。,在该导体上选取一个电流元 ，,电流元产生的磁场相当于电流元内 dN 个运动电荷产生的磁场。,dN = ndV体,= nSdl,而电流元内电荷的数目为：,电流元产生的磁场为：,18,一个运动电荷产生的磁场为：,dN = ndV体,= nSdl,电流元内电荷的数目为：,运动电荷的磁场公式：,电流元产生的磁场：,19,例7：氢原子中的电子，以速率v在半径为r的圆周轨道上作匀速率运动。求电子在轨道中心产生的磁感应强度。,解：,应用运动电荷的磁场公式：,可得：,方向如图所示。,本题亦可应用圆电流在中心产生的磁场公式 求解。,方向如图所示。,20,解：,例8：一塑料圆盘，半径为R，电荷q均匀分布于表面，圆盘绕通过圆心垂直盘面的轴转动，角速度，求盘心的磁感应强度。,将圆盘分划成许多圆环，,或,21,例9：在半径R=1cm的“无限长”半圆柱形金属片中，有电流I=5A从下而上地通过，如图，试求圆柱轴线上一点P的磁感强度。,解：,将金属片分划成许多细长条，,根据对称性,
