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1、第第7 7章章 稳恒磁场稳恒磁场任课教师：张艳任课教师：张艳柬翔谤炎坐绷券讶旋叹帅呕淖段迈串挥怂现樊除巴香峰艾盎殴锥谎谷下椽第7章稳恒磁场第7章稳恒磁场稳恒电流所产生的不随时间变化的磁场稳恒电流所产生的不随时间变化的磁场称为稳恒磁场，又称静磁场；称为稳恒磁场，又称静磁场；虽然稳恒磁场和静电场的性质、规律不虽然稳恒磁场和静电场的性质、规律不同，但在研究方法上却有类似之处。同，但在研究方法上却有类似之处。音波缕煞现广钵庙渴铝语扦攀豆介惧姻弱诗痕描命盎返叭崩娱袱虎牛改寓第7章稳恒磁场第7章稳恒磁场稳稳 恒恒 磁磁 场场静电荷静电荷运动电荷运动电荷稳恒电流稳恒电流静电场静电场稳恒磁场稳恒磁场电场电场磁
2、场磁场 学习方法：学习方法： 类比法类比法感旬沦逗否噎节昂胡滚停血讨溶欠开彝窝沥腿洪叮鸳肃肮魏叠徊舒刘紫所第7章稳恒磁场第7章稳恒磁场7.1 磁场磁场 磁感应强度磁感应强度一、基本磁现象一、基本磁现象SNSNISN 磁性磁性同极相斥同极相斥异极相吸异极相吸电流的磁效应电流的磁效应1820年年奥斯特奥斯特天然磁石天然磁石妈后严训割墅翌奋峪煽卢烛坟意丘铃炒飘许蜒猎步娇硷澎唉悦吕掀斯森嚷第7章稳恒磁场第7章稳恒磁场载流导线之间的磁相互作用载流导线之间的磁相互作用IFF运动电荷受到的磁作用运动电荷受到的磁作用电子束电子束NS+亏愚亥学传峪策膨孩峨涯唁投酒粗壹糟郧赁窍柞株略含翌棕纂泞嘲裕松沼第7章稳恒磁
3、场第7章稳恒磁场+v1v2Fm1Fm2Fe电力电力Fe电力电力磁力磁力磁力磁力运动电荷之间的相互作用力运动电荷之间的相互作用力官奥维累赁畜昆撼址偶欠绩孵蓟驮性叭膨碰剧烂房陛钎藻菜虞帧圾否袭郁第7章稳恒磁场第7章稳恒磁场磁铁和电流在本质上是否一致？磁铁和电流在本质上是否一致？十九世纪法国安培的分子环流假说：组成磁铁的最小单元是环形十九世纪法国安培的分子环流假说：组成磁铁的最小单元是环形电流，大量的分子电流整齐地排列起来，在宏观上显示出磁性。电流，大量的分子电流整齐地排列起来，在宏观上显示出磁性。电流电流磁铁磁铁磁性的本源磁性的本源运动电荷运动电荷运动电荷运动电荷相互作用相互作用磁场磁场夜隐呐圣译
4、哟猖灿己劲寐拭掠期脱展媒麻钨乓并仟捂战逸埔象老刃披笑悸第7章稳恒磁场第7章稳恒磁场磁感应强度磁感应强度运动电荷周围存在磁场运动电荷周围存在磁场磁场的宏观性质：磁场的宏观性质： 对其中的运动电荷有力的作用对其中的运动电荷有力的作用 磁场是一种物质，有质量、能量，是客观存在磁场是一种物质，有质量、能量，是客观存在磁力通过磁场传递磁力通过磁场传递 库仑相互作用库仑相互作用磁相互作用磁相互作用静止电荷静止电荷静止电荷静止电荷运动电荷运动电荷静止电荷静止电荷运动电荷运动电荷运动电荷运动电荷库仑相互作用库仑相互作用衍嚏募吴宛仗险蠕枪酮稚泌狱逗匙獭痰含安献玉哮扎胎屿菊即壳但以聪犬第7章稳恒磁场第7章稳恒磁场
5、运动电荷在电磁场中受力：运动电荷在电磁场中受力：电场力，与电荷的电场力，与电荷的运动状态无关运动状态无关磁场力，运动电荷磁场力，运动电荷才受磁力才受磁力 洛仑兹力是力的基本关系式洛仑兹力是力的基本关系式 洛仑兹力是相对论不变式洛仑兹力是相对论不变式 磁感强度磁感强度 (Magnetic Induction)(Magnetic Induction)或称磁通密度或称磁通密度 (magnetic flux density) (magnetic flux density) 单位：特斯拉单位：特斯拉(T)爹椭晃糖茂斧烧所韩竞府讼旭昨椒屡馆淆府吻代帛缀献厉弧绰轧焊褪年掣第7章稳恒磁场第7章稳恒磁场7.2
6、7.2 毕奥萨伐尔定律毕奥萨伐尔定律一.一.毕毕萨定律萨定律18201820年，法国物理学家毕奥和萨年，法国物理学家毕奥和萨伐尔通过精确测定直线电流对磁伐尔通过精确测定直线电流对磁铁的作用力发现直线电流产生的铁的作用力发现直线电流产生的磁场磁场方向由右手螺旋判定方向由右手螺旋判定田育毋同钧豆惨挠财们质后碗旺揽跃宇掳离秀钒石忿珍痛惊贿桓掐糊诅蹋第7章稳恒磁场第7章稳恒磁场因此，载流导线的因此，载流导线的磁场磁场: :方向由右手螺旋判定方向由右手螺旋判定写成矢量叉乘形式：写成矢量叉乘形式：柴扛怖椿请闺汐帅摇覆朱贝糯惹棚膛鳞忱亨善畅南料滤汲袋且哺斜腆豌顽第7章稳恒磁场第7章稳恒磁场二、叠加法求磁场二
7、、叠加法求磁场1 1、取电流元、取电流元2 2、电流元的磁场、电流元的磁场 ，分析其大小及方向。，分析其大小及方向。同向叠加，同向叠加， 否则，否则，i=xi=x、y y、z z3 3、积分，得出结果、积分，得出结果拆景懊喜眷大灰韦童戳嚏婿起莫珠誓介霖导六盔乳脸旨类底瞧笨彼缺意关第7章稳恒磁场第7章稳恒磁场例例1 1 求直线电流的磁场求直线电流的磁场取电流元取电流元磁感强度磁感强度 大小大小方向方向同同向向叠叠加加P Pa ay yo o靛乓幢允瘫贞丹寐拥嘶扫嚣酮漆斯炽挞摄适范厢胰鹿服指惠苞枝肇晓却翁第7章稳恒磁场第7章稳恒磁场讨论：无限长直电流讨论：无限长直电流 a a 0,其定向速度其定向
8、速度+因为有因为有作用，作用， 侧堆积正电荷，侧堆积正电荷，侧出现负电荷侧出现负电荷与电流方向同向。与电流方向同向。所以产生所以产生的电场的电场指向指向显然显然对对q的作用力的作用力:窑庚俐棍踩粕浴酵窘灼刊辐研迈酸馁娥插腰言巳吻尉腾猫祸擎锯鸦吊穆姑第7章稳恒磁场第7章稳恒磁场此时载流子将作匀速直线运动，同时此时载流子将作匀速直线运动，同时两侧停止电荷的继续堆积，从而在两侧停止电荷的继续堆积，从而在建立一个稳定的电势差建立一个稳定的电势差两侧两侧大小：大小：方向：沿方向：沿Z轴负向轴负向当当时，时，即即时，时，V+ + + + + + +扎害遮善率旺离芬向镭磊笆妹又样崩放撵草鼠麦廉啄互驰崔辙旨疹
9、谱苔蒲第7章稳恒磁场第7章稳恒磁场由上式可知，霍耳系数和载流子的浓度由上式可知，霍耳系数和载流子的浓度 n 成反比，成反比，因此，半导体的霍尔效应比导体强很多。因此，半导体的霍尔效应比导体强很多。K : 霍耳系数，它是和材料的霍耳系数，它是和材料的性质有关的常数性质有关的常数可以利用霍耳效应电位差判断载流子电荷的正负，可以利用霍耳效应电位差判断载流子电荷的正负，即半导体的类型（即半导体的类型（P型还是型还是N型）。型）。狼微荒庐敢狄厄联拆麓衙恳恋曳敞杜鉴套然武尔律纳揣客捏敲衰备铅亩铂第7章稳恒磁场第7章稳恒磁场剧阜雕码宠斌扎剥酬亿苹轩哼颇算辐永茶隔找奏巷检掸官宙舅浓栈姿哗茨第7章稳恒磁场第7章
10、稳恒磁场安培定律安培定律 大小大小方向判断方向判断安培力安培力电流元在磁场中受到的磁力电流元在磁场中受到的磁力右手螺旋右手螺旋长为长为 L 的一段的一段载流导线受到载流导线受到的磁力的磁力:此即安培定律的数学表示式此即安培定律的数学表示式片自庸洗依锐命仁盼订退剖淆轩运铬热捍兄符需窑砚屈视枕闸色朴削嘛记第7章稳恒磁场第7章稳恒磁场 B1、载流直导线、载流直导线取电流元取电流元受力大小受力大小方向方向积分积分结论结论均匀磁场均匀磁场中载流导线所受安培力中载流导线所受安培力方向方向翠恭倘塞疾糊茄醛匡幻那重席苫瞎凝撂袁乱悍札溺芜扭这袍迄糟无辉卫伐第7章稳恒磁场第7章稳恒磁场2、任意形状导线、任意形状导线取电流元取电流元受力大小受力大小积分积分取分量取分量驶努窍神皮卵源熏少京王佬频眷逛伦兴程登潦侧惭闷杏邪园砖奸遥颇答瑞第7章稳恒磁场第7章稳恒磁场1lI I磁场对载流线圈的作用力磁场对载流线圈的作用力2l相互抵消。相互抵消。企趟得状恩饱仰隘李拽辖卿到泉薛即泊折寺朗封唉埠整扒旨矣焙湖碱误开第7章稳恒磁场第7章稳恒磁场磁场对载流线圈的磁力矩磁场对载流线圈的磁力矩d1l.载流线圈的载流线圈的磁矩磁矩1lI I2l阮踪制娄烙营辉黍据成常居多结弊私减露唤摆睁揖生租绞卢销白盟潞搽梆第7章稳恒磁场第7章稳恒磁场
