12稳恒磁场1（毕萨定律、高斯定理、环路定理）.pptVIP

第十二章稳恒磁场重点：(1)毕—萨定律磁场的高斯定理安培环路定理(2)求磁感强度的两种方法：叠加法求，安培环路定理求；(3)常见载流导线的磁场分布：有限长直导线、无限长直导线、载流圆线圈圆心处、圆弧圆心处、无限长螺线管、半无限长螺线管、载流螺绕环；(4)一些概念：磁偶极子、运动电荷的磁场、磁感线、磁通量；(5)洛伦兹力、带电粒子在电场和磁场中的运动、霍尔效应；(6)安培力、磁力矩§12-1磁场磁感强度一、磁的基本现象1．磁铁磁铁磁性特别强的区域称为磁极如：把条形磁铁放到铁屑中，其两端会吸引特别多的铁屑把条形磁铁或狭长磁针的中心支撑或悬挂起来，使其能在水平面内自由转动，则两磁极总是指向南北方向。指北的一端称为北极N，指南的一端称为南极S。同性磁极相互排斥，异性磁极相互吸引。由此可推想，地球本身是一个大磁体，其N极位于地理南极附近，S极位于地理北极附近。2．磁铁与载流导线的相互作用电流可以对磁铁施加作用力如：奥斯特实验磁铁可以对载流导线施加作用力电流与电流之间有相互作用力同向相吸、异向相斥二、磁场1．磁铁或电流产生磁场磁场的基本性质是对处于其中的磁铁或电流产生作用力2．安培分子环流假说组成磁铁的最小单元就是环形电流，若这些分子环流定向排列起来，在宏观上就显示出N、S极。因此，磁力都是运动电荷（电流）之间的相互作用三、磁感强度1．令正电荷以速度经过磁场中某一点沿某一特定方向（或其反方向）运动时，不受磁场力的作用，规定该特定方向为该点磁感强度的方向，也是小磁针在该点时N极的指向；(2)沿其他方向运动时，所受磁场力的方向总是垂直于与所组成的平面，且与、成右手螺旋关系；(3)以表示与的夹角，则所受磁场力的大小与这一乘积成正比，规定磁感强度的大小即为；(4)与、的矢量关系式即为：当与垂直时，所受磁场力最大并且，负电荷所受磁场力方向与正电荷相反2．性质：(1)反映了磁场本身的性质；(2)单位：特斯拉(T)，3．均匀磁场：磁场中各点磁感强度的大小、方向都相等4．磁场满足叠加原理§12-2毕奥—萨伐尔定律一、毕奥—萨伐尔定律1．电流元：电流与线元矢量的乘积称为电流元，其方向即为线元中电流的流向载流导线可看作由许多个电流元组成，载流导线在空间某点产生的磁场强度即为各电流元在该点产生的磁感强度的矢量叠加。2．以表示电流元指向场点P的矢径，为单位矢量，则此电流元在P点产生的磁感强度由下式决定：其中，叫做真空磁导率3．载流导线在P点的磁感强度(3)磁感强度方向与直导线电流方向成右手螺旋关系(4)弄清楚是哪个角度例：图中O点的磁感强度为：方向垂直纸面向外可按比例理解，也可用积分得到积分过程：例：右图中O点的磁感强度方向向里由上式可知，B是随P点位置变化而变化的，B的变化曲线为：由曲线可知，在螺线管内部中部范围内磁场均匀三、磁偶极矩设有一平面圆电流，面积为S，电流为I，为圆电流平面的单位法向矢量，并且与电流流向满足右手螺旋法则。定义圆电流的磁偶极矩为：(1)上式对任何形状的载流线圈都适用(2)当圆电流面积很小，或场点距圆电流很远时，可以把圆电流叫做磁偶极子练习2、如图所示，一宽为b的薄金属板，其电流为I。求在薄板的平面上，距板的一边为r的点P的磁感强度。解：如图，以点P为原点建立坐标轴，则线电流在点P的磁感强度为：点P的磁感强度为：方向垂直纸面向里§12-3磁场的高斯定理一、磁感线1．用磁感线来描述磁场的分布磁感线上每一点的切线方向与该点的磁感强度矢量的方向一致，磁感线的疏密表示该点磁感强度的大小且有磁感