下毕奥萨伐尔定律ppt课件

《下毕奥萨伐尔定律ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《下毕奥萨伐尔定律ppt课件（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1任课教师：郑任课教师：郑 殊殊 - 物理与光电工程学院物理与光电工程学院 大学物理教学研讨中心大学物理教学研讨中心 联络：联络：84706101-601(office) 40921205(Cell Phone)办公地点：物理与光电工程学院办公地点：物理与光电工程学院401室室: zhengshudlut.edu2关于关于关于关于 课课程：程：程：程：1、讲课讲课内容：内容： 第第8-15章至第章至第19-21章章 10.6，20.2，21.1，21.4，21.5不不讲讲 2、期末考、期末考试试占占90%，平常成果占，平常成果占10%； 平常成果以作平常成果以作业业和几次和几次阶阶段小段小测试

2、为测试为准；准； 期末成果卷面期末成果卷面100分中作分中作业题业题占占30分左右；分左右； (购买购买作作业业本：本：综综合楼合楼405室，以自然班室，以自然班为单为单位，位， 周一、周二、周四、周五下午周一、周二、周四、周五下午1:00-5:30)3、课课程答疑程答疑时间时间：每周一、二、四、五下午：每周一、二、四、五下午3:30-5:00， 地点：地点：综综合楼合楼302室；室；4、大学物理网、大学物理网页页：phyedu.dlut.edu ， 上上课课所用所用课课件上件上传传至：至：1553082671qq；密；密码码：physics5、 助助课课教教师师：马马照照帅帅 8951093

3、13自然界的各种根本力可以相自然界的各种根本力可以相互互转化。化。终究究电能否以能否以隐蔽蔽的方式的方式对磁体有作用？磁体有作用？17世世纪纪，吉，吉尔尔伯特、伯特、库仑库仑曾以曾以为为：电电与磁无关！与磁无关！1731年年 英国商人英国商人 雷电后，刀叉带磁性！1751年富年富兰兰克林克林莱莱顿瓶放瓶放电后，后，缝衣衣针磁化了！磁化了！1812年年 奥斯忒奥斯忒一、磁力与磁景象一、磁力与磁景象(Magnetic forces and magnetic phenomena)8.1 8.1 磁磁磁磁场场场场 磁感磁感磁感磁感应应应应强强强强度度度度 (Magnetic Field) (Magne

4、tic Field)第八章第八章 恒定磁场恒定磁场(Steady Magnetic (Steady Magnetic Field) Field) 4 1820年4月奥斯忒在哥本哈根大学讲学电与磁与磁接通接通电源源时，放在，放在边上的磁上的磁针II1820年年7月月21日，以拉丁文日，以拉丁文报导报导了了60次次实验实验的的结结果。果。在在历史上第一次提示了史上第一次提示了电景象和磁景象的景象和磁景象的联络，对电磁学的开展起着重要的作用。磁学的开展起着重要的作用。1、奥斯特、奥斯特实验实验 电电流的磁效流的磁效应应 52. 两段平行放置的并两端固定的导线两段平行放置的并两端固定的导线同向相吸同向

5、相吸异向相斥异向相斥现实阐明：运明：运动电荷在其周荷在其周围不不仅会会产生生电场，也会，也会产生磁生磁场。那么在其那么在其间的运的运动电荷就会遭到荷就会遭到这两个两个场施于它的力。施于它的力。电流运流运动电荷荷电电 场场磁磁 场场电流运流运动电荷荷描画磁场性质的物理量用磁感应强度来描画。描画磁场性质的物理量用磁感应强度来描画。6 静止静止电电荷荷静止静止电荷荷 运运动电动电荷荷运运动电荷荷3. 磁磁场场只只对对运运动电动电荷起作用荷起作用 静止静止电电荷荷运运动电荷荷相互作用相互作用电电电+磁磁磁场由运动电荷磁场由运动电荷( (或电流或电流) )产生；产生；磁场对运动电荷磁场对运动电荷( (或

6、电流或电流) )有力的作用；有力的作用； 静止电荷静止电荷电场电场 运动电荷运动电荷电场电场磁场磁场粒粒子子受受力力7二、磁场二、磁场 磁感应强度磁感应强度Magnetic Fieldq0P一稳恒电流一稳恒电流 I ，在其周围存在，在其周围存在电场，场强为电场，场强为 1)一一实验电荷荷q0 静止放在静止放在P点，那么点，那么2) 其遭到的其遭到的电场力力2) 当当 q0 是运动的，经过是运动的，经过P点的速度为点的速度为 ，此时受的，此时受的 力的大小与方向与上电场力都不同，设受力为力的大小与方向与上电场力都不同，设受力为 前一前一项与与电荷运荷运动速度无关速度无关后一后一项与与电荷运荷运动

7、速度有关速度有关I8 与电荷运动速度有关的力，称为磁力；磁力仅仅对运动电与电荷运动速度有关的力，称为磁力；磁力仅仅对运动电荷才会出现，通常称洛仑兹力。荷才会出现，通常称洛仑兹力。 1、磁感、磁感应应强强度的大小度的大小实验阐明：磁力的大小与实验阐明：磁力的大小与 、 有关，与有关，与 成正比，成正比，与与 的方向有关。的方向有关。此此 B 称称为 P 点磁感点磁感应强度的大小度的大小速度沿某一特殊方向速度沿某一特殊方向时，受磁力，受磁力为零。零。磁磁磁磁线线运运运运动电动电荷沿此磁荷沿此磁荷沿此磁荷沿此磁线线方向运方向运方向运方向运动动时时，不受磁力，不受磁力，不受磁力，不受磁力9磁线磁线2、

8、磁感应强度的方向、磁感应强度的方向实验阐明：磁力的方向是沿实验阐明：磁力的方向是沿 与磁线所与磁线所 构成的平面的法线方向。构成的平面的法线方向。当当 时，此时受的磁力最大时，此时受的磁力最大这时：这时： 和磁线三者相互垂直和磁线三者相互垂直所指的方向称为磁感应强度所指的方向称为磁感应强度的方向，它与磁线平行。的方向，它与磁线平行。定义：定义：单位：单位：特斯拉特斯拉(T) ，高斯，高斯 (G)星际空星际空间间地球表地球表面面太阳表太阳表面面回旋加速回旋加速磁体磁体超导超导P脉冲脉冲星星0.01T1T100T103. 洛仑兹力公式洛仑兹力公式运运动电荷在磁荷在磁场中受力中受力为：运运动电荷在荷

9、在电磁磁场中受力：中受力：电场力，与电荷的电场力，与电荷的运动形状无关运动形状无关磁场力，运动电荷磁场力，运动电荷才受磁力才受磁力洛洛洛洛仑兹仑兹力公式：力公式：力公式：力公式：大小：大小：方向：右手螺旋定那方向：右手螺旋定那么么磁线磁线B11三、毕奥三、毕奥-萨伐尔定律萨伐尔定律Biot-Savart law电流元电流元(Current Element)：由实验总结：一电流元由实验总结：一电流元 在某在某P点点产生的磁场的磁感应强度为：产生的磁场的磁感应强度为： 毕毕奥奥奥奥-萨萨伐伐伐伐尔尔定律定律定律定律大小：大小：方向：方向：真空中的磁真空中的磁真空中的磁真空中的磁导导率率率率 (pe

10、rmeability)(permeability)1、毕毕奥奥-萨萨伐伐尔尔定律定律12一段长为一段长为 L 的直导线其在的直导线其在 P 点产生的点产生的 是各是各个个 在该处产生的在该处产生的 的矢量叠加。的矢量叠加。2、运用、运用简单外形外形载流流导线的磁的磁场：1) 载流直导线产生的磁场载流直导线产生的磁场2) 载流圆线圈产生磁场载流圆线圈产生磁场复杂的可看做是这复杂的可看做是这两种简单的叠加。两种简单的叠加。13例例1 载流直导线的磁场载流直导线的磁场(导线长度为导线长度为L，载流为，载流为IILa解：解： 在在 P 点的点的 OP 长为长为 L 的直的直导线导线在在 P 点的点的

11、长直直导线上每个上每个电流元的流元的磁磁场的方向都一的方向都一样14做代换：做代换：得：得：方向：以直方向：以直导线为轴线的的圆周的切周的切线方向，与方向，与电流构成右手螺旋法那么流构成右手螺旋法那么大小：大小： ，离导线越远，离导线越远，B 越小越小ILaOP15特例：特例：1) 导线导线无限无限长时长时2) 半无限半无限长时长时aILaOP16例例2 载流圆线圈轴线上的磁场载流圆线圈轴线上的磁场解：解：电流元流元产生的磁生的磁场垂直分量相互抵消，只剩垂直分量相互抵消，只剩下平行分量的下平行分量的标量叠加。量叠加。 载载流流圆线圆线圈圈轴线轴线上上产产生磁生磁场场例例例例2 2 载载流流流流

12、圆线圆线圈圈圈圈轴线轴线上的磁上的磁上的磁上的磁场场( (半径半径半径半径R R，载载流流流流为为 I ) I )17做代做代换：这里这里 是是线圈所围面积。线圈所围面积。引入磁偶极子引入磁偶极子(Magnetic Dipole)的概念的概念磁矩磁矩磁矩磁矩(magnetic dipole moment)(magnetic dipole moment)：18特例：特例： 1) 圆心处圆心处 2) 无限远处无限远处 电偶极子电偶极子磁偶极子磁偶极子电偶极矩电偶极矩磁偶极矩磁偶极矩- +- +19任取任取电流元流元在在场点点O O的磁感的磁感强度方向度方向各各电流元的磁流元的磁场方向一方向一样 大

13、小直接相加大小直接相加也可直接计算圆心处的磁场：也可直接计算圆心处的磁场：垂直垂直纸面向外大小面向外大小为20方向方向 解：解：RIabI dl例例4 一条一条载有有电流流 I 的无限的无限长导线弯成弯成图示外形。示外形。 求：求：O点的磁感点的磁感应强度度B。IRO例例3 一段圆弧圆电流一段圆弧圆电流 在其曲率中心处的磁场在其曲率中心处的磁场ab21一切一切dB 的方向都一的方向都一样： 例例5 宽度度为 a 的无限的无限长金属平板，均匀通金属平板，均匀通电流流I，求：图中求：图中P P点的磁感应强度。点的磁感应强度。Ix0Pd解：建立坐解：建立坐标系系将板细分为许多无限长直导线将板细分为许

14、多无限长直导线每根导线宽度为每根导线宽度为 d x d x 通电流通电流xdx22R例例6 求长为求长为 的直螺线管中心轴线上的的直螺线管中心轴线上的 。其中半径为。其中半径为R，单，单位长度的匝数为位长度的匝数为 n 。 Oxxdx解：解： 取一取一dx 段螺段螺线管元管元此螺线管元相当于此螺线管元相当于 圆线圈圆线圈方向向右方向向右23代代换：特例：特例： 1) 无限无限长长螺螺线线管管2) 在螺在螺线线管的两个端点管的两个端点任何密任何密绕细长螺螺线管内部管内部轴线上的磁上的磁场是匀是匀强的的xR24例例7 内外半径分内外半径分别为R1 、R2 ，面，面电荷密度荷密度为的均匀的均匀带电非

15、非导体平面体平面圆环，绕轴线以角速度以角速度旋旋转时，求，求圆环中心的磁感中心的磁感应强度。度。解：解： 当平面当平面圆环旋旋转时，其上，其上电荷作荷作圆周周运运动构成构成电流，在空流，在空间激激发磁磁场。平面平面圆环上的上的电流可看成是半径流可看成是半径延延续变化的化的圆形形电流的叠加流的叠加取半径取半径为 r，宽为 dr 的的细圆环，其上，其上电流流为:该电流在流在环心心处激激发的磁感的磁感应强度度为:方向垂直平面方向垂直平面圆环R2R1o rdr25例例8 两根两根长直直导线沿半径方向引到沿半径方向引到铁环上上A、B两点，并与很两点，并与很远处的的电源相源相连。求。求环中心的磁感中心的磁感应强强度。度。OABII答案：答案：B B为零。零。两段弧两段弧长不一不一样，上面流，上面流过的的电流也不一流也不一样，但，但产生的生的B B大小一大小一样，只是方向不同。只是方向不同。问题：在：在载有有电流流I I的的圆形回路中，回路平面内各点磁感形回路中，回路平面内各点磁感应强度的方向能否一度的方向能否一样？回路内各点？回路内各点B B的大小能否一的大小能否一样? ?方向一方向一样，大小不同，大小不同OI