第八章 磁场的源-1.ppt

* 极光 第八章磁场的源 右手螺旋法则： 右手的四指自然弯曲顺着电流的流向， 伸直的大拇指所指的就是 这个电流所围面的正法线方向 （分子电流的正方向、 磁分子的北 极方向） 二 、磁场的特征 （1）在磁场中的运动电荷、载流导体、 磁性介质等受磁场力作用。 （2）载流导体在磁场中运动 时，磁力作功。 —— 磁场具有能量 三 、磁感应强度 总是有 F ? v， ——描述磁场强弱及方向的物理量。 用运动电荷qo来检验： 设电荷qo以速度 v 进入磁场B中的P点。 + qo B . P + + + + + + + ? F是侧向力 并且有 F ? B， 定义： 即: F=qovB Sin? (3)使qo沿 v?B 的方向运动时，F =FMax (1) 对 v 的某一特定方向上，qo受力F=0， 定义该方向为该点处B 的方向。 (2) 改变 v 的方向通过P点， F、v、B 三者之间的关系如下： 1）F?(v、B) 决定的平面 2）v ?B 时，F=FMax 3）v ||B 或 v ??B 及 v=0时，F=0 大小 方向 B 显然比 复杂 单位： SI制 T (特斯拉) 高斯制 G（高斯） 1T= 104G B如何计算？ 即: F=qovB Sin? 分子电流的正方向与电流的流向遵循右手螺旋法则。 （3）分子电流是由于电子绕原子核旋转以及电子 本身的自旋而形成 一 、磁性的起源 安培分子电流假设： （1）一切磁现象的根源就是电流（运动的电荷） （2）磁分子（基元磁铁）就是一个圆形的分子 电流 （4）分子电流的方向： 四、磁感应线（磁力线） （1）磁力线上每一点切线方向与 同一点磁感应强度方向一致 （2）在场中任意一点，垂直穿过 单位面积的磁力线根数 （磁 力线数密度）等于同一点的 磁感应强度大小。 （1） 磁力线是闭合曲线 1 、定义 2 、性质 （2） 磁力线的绕向与电流方向互 成右手螺旋。 各种典型的磁感应线的分布： 直线电流的磁感线 圆形电流的磁感线 直螺线管电流的磁感线 环形螺线管电流的磁感线 五、毕奥-萨伐尔定律(Biot—Savart Law) 1、 电流元 大小： 方向： 与流过这一段的电流方向相同 2、 毕奥-萨伐尔定律数学表达式 大小： 方向： 的方向与 的 方向相同 (右手螺旋) ——电流激发磁场的规律 注意： 真空中的磁导率 的大小与电流元　　 的方位有关 的方向由　　　 的方向决定 的方向特点： 垂直于电流元　　和矢径　组成的平面 .P .P . 1) 产生的磁场，在以其为轴心， ro= r sin? 为半径的圆周上dB 的 大小相等，方向沿切线。 2) 若 r 或 ? 不同，则在不同ro为半 径的圆周上dB大小不等。 3) 当? = 0、? 时，dB = 0，即沿电流方向上的磁场为0 dB = dBMaX 时 即r一定，在垂直 的方向上 各点的dB最大。 讨论 在垂直 的平面上， 磁感应线是一系列的同心圆 3、 一段载流导线产生的 载流导线在真空中或在无限大均匀介质中，在给定点P处所产生的磁感应强度 　等于导线上各个电流元在该点处产生的　 的矢量和。 解：根据毕奥—萨伐定律 各电流元产生的 .P o y l 例1. 载流直导线，其电流强度为I，试计算导线旁 任意一点P的磁感应强度 方向垂直纸面向里。 取任意电流元 其在P点产生的磁场大小为： I 方向为 (1) 结果： 大小： 方向： 与电流成右手螺旋 *磁感应强度与电流互成右手螺旋关系 注意　和　两角度的取值　 (2) 磁感应线是沿着垂直导线平面内的同心圆，其方向与电流方向成右手螺旋关系。 讨论 1 无限长载流直线： 大小： 方向： 与电流成右手螺旋 如果是无限长带电直线： 大小： 方向： 推论： 2 半无限长载流直线： （场点在一个端面上） 大小： 方向： 与电流成右手螺旋 如果是半无限长带电直线： 大小： 方向： 与带电直线成 角 3 载流直线的延长线上： 如果是带电直线的