《磁感应强度 毕奥-萨伐尔定律》由会员分享，可在线阅读，更多相关《磁感应强度 毕奥-萨伐尔定律（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 大学 物理3-4-1 磁感应强度矢量 毕奥萨伐尔定律1、永磁体 (1) 我国春秋战国时期（公元前770221年）吕氏春秋：“慈石召铁，或引之也” 司南勺东汉论衡：北宋沈括梦溪笔谈：指南针，地磁偏角 ;(2) 古希腊哲学家泰勒斯（公元前585年）： 天然磁矿石吸引铁；同磁极相斥、异磁极相吸 。大学 物理3-4-1 磁感应强度矢量 毕奥萨伐尔定律2、电流具有磁效应1820年，奥斯特发现电流的磁效应大学 物理3-4-1 磁感应强度矢量 毕奥萨伐尔定律3、磁场对载流导线有力的作用大学 物理3-4-1 磁感应强度矢量 毕奥萨伐尔定律4、磁场对运动电荷有力的作用 S+电子束N大学 物理3-4-1 磁感应
2、强度矢量 毕奥萨伐尔定律5、电流与电流之间有相互作用力I II I+ + +-I II I+ + +-大学 物理3-4-1 磁感应强度矢量 毕奥萨伐尔定律磁现象的本质 一切磁现象都起源于运动电荷（电流） ，磁相互作用的本质是运动电荷（电流）之间 的相互作用。 运动电荷 载流导线 磁 体磁 场运动电荷 载流导线 磁 体磁力磁力电流之间的相互作用规律是稳恒磁场的基本规律！现称之为安培定律大学 物理3-4-1 磁感应强度矢量 毕奥萨伐尔定律两载流闭合回路之间 的相互作用与它们的形状 、大小及相对位置有关。电流元思想：化整为零考察电流元之间的作用（从实验结果中倒推）结果:式中：为真空中的磁导率大学 物
3、理3-4-1 磁感应强度矢量 毕奥萨伐尔定律讨论: 1、两个电流元之间作用力 满足牛顿第三定律？ 但两载流闭合回路之间的相互作用力满足牛三定律！2、如何从场的观点来看两个电流元之间作用力？大学 物理3-4-1 磁感应强度矢量 毕奥萨伐尔定律毕萨定律 电流元 大小： 方向： 注意：右手四指的绕向是从电流元单位:特斯拉(T)的正方向经小于抓向位矢大学 物理3-4-1 磁感应强度矢量 毕奥萨伐尔定律1 234 5678例 判断下列各点磁感强度的方向和大小.1、5 点 ：3、7点 ：2、4、6、8 点 ：大学 物理3-4-1 磁感应强度矢量 毕奥萨伐尔定律毕萨定律 电流元一段载流导线L的磁感应强度:对
4、多个载流导线:磁场叠加原理大学 物理3-4-1 磁感应强度矢量 毕奥萨伐尔定律3) 确定电流元的磁场2) 分割电流元;1) 建立坐标系;4) 坐标分解求的分量 dBx 、dBy 、dBz ; 统一积分变量求 Bx 、By 、Bz ; 注：利用对称性可简化计算！求总场。5)由大学 物理3-4-1 磁感应强度矢量 毕奥萨伐尔定律一段有限长载流直导线,通有电流为I ,求距离为a 处 的P点磁感应强度。提示:结果:方向：磁感强度与电流成右螺旋关系1、长直电流的磁场大学 物理3-4-1 磁感应强度矢量 毕奥萨伐尔定律1、无限长载流直导线的磁场讨 论2、半无限长载流直导线的磁场3、载流导线延长线上的磁场（
5、a0，B?）大学 物理3-4-1 磁感应强度矢量 毕奥萨伐尔定律2、圆电流轴线上的磁场 载流圆线圈如图: 已知I、R、x.提示：建立如图坐标系 R由对称性可知：电流元在轴线上产生 的磁感应强度 dB 为：方向：与电流成右螺旋关系大学 物理3-4-1 磁感应强度矢量 毕奥萨伐尔定律2） 的方向不变( 和 成右螺旋关系）1）若线圈有 匝讨 论3）（圆环形电流中心的磁场）RoI思考：一段圆弧形电流在圆心处的磁场？仍由右手定则 判定方向！大学 物理3-4-1 磁感应强度矢量 毕奥萨伐尔定律4）引入: 平面载流线圈的磁矩讨 论若线圈有N匝，则:微观粒子也有磁矩，磁矩是粒子本身的禀性!大学 物理3-4-1
6、 磁感应强度矢量 毕奥萨伐尔定律II. . . . . . . . . . . . 12 P3、载流直螺线管内部的磁场设螺线管半径为R，总长度L，单位长度上的匝数为n， 单匝电流强度为I，求其轴线上任一点的磁场。R思考：如何取元电流？（纵剖面如图，已知 ）提示：从点元到线元分析方法 与静电场完全一样！ 取圆环形元电流：Lx dxdI=nIdx 圆电流的磁场：dB大学 物理3-4-1 磁感应强度矢量 毕奥萨伐尔定律. . . . . . . . . . . . 12 PRLx dx圆环形元电流的磁场 ：换用角量（统一积分变量） ：x = Rcotdx = Rcsc2R2 + x2 = R2 cs
7、c2结果：方向: 用右手螺旋法判断.讨论螺线管无限长时, 轴线上的磁场:重要的结论！大学 物理3-4-1 磁感应强度矢量 毕奥萨伐尔定律4、运流产生的磁场+ +-R等效于一个圆电流 产生的磁场！等效电流圆心处：等效电流圆心处：大学 物理3-4-1 磁感应强度矢量 毕奥萨伐尔定律思考：如何简化电流模型？载流子密度nIS dlq提示：考虑一电流元Idl 中的运动电荷载流子定向运动速度 电流元横截面的面积电流元Idl中的运动电荷数：dN = n S dl 结论：每个带电粒子的磁场.+q -qPP注：运动电荷既产生磁场,也产生电场.大学 物理3-4-1 磁感应强度矢量 毕奥萨伐尔定律1 求下列两种情形
8、下O点的磁感应强度I（1）（2）O大学 物理3-4-1 磁感应强度矢量 毕奥萨伐尔定律在坐标x处取宽为dx的无限长直元电流；提示：建立如图所示坐标系：元电流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。结果：大学 物理3-4-1 磁感应强度矢量 毕奥萨伐尔定律3 半径为R 的带电薄圆盘的电荷面密度为 , 并以 角速度 绕通过盘心垂直于盘面的轴转动 ，求圆 盘中心的磁感强度.提示 ：解法一 圆电流的磁场向外向里大学 物理3-4-1 磁感应强度矢量 毕奥萨伐尔定律3 半径为R 的带电薄圆盘的电荷面密度为 , 并以 角速度 绕通过盘心垂直于盘面的轴转动 ，求圆 盘中心的磁感强度.提示 ：解法二 运动电荷的磁场向外向里大学 物理3-4-1 磁感应强度矢量 毕奥萨伐尔定律作业 P294：4.44.9预习 4.2 磁场的高斯定理 和安培环路定理Class over
