《大学物理学》课程教学资源（PPT课件）第10章稳恒磁场

§10-1 磁场磁感应强度 §10-2 安培环路定律 §10-3 磁场对载流导线的作用 §10-4 磁场对运动电荷的作用 §10-5 磁介质

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第10章稳恒磁场s 10-1磁场磁感应强度$ 10-2安培环路定律$ 10-3磁场对载流导线的作用$ 10-4磁场对运动电荷的作用$ 10-5磁介质节口录章口录上一页下一页

章目录节目录上一页下一页第10章稳恒磁场 §10-1 磁场磁感应强度 §10-2 安培环路定律 §10-3 磁场对载流导线的作用 §10-4 磁场对运动电荷的作用 §10-5 磁介质

$10-1磁场磁感应强度基本磁现象1、磁学发展过程科学认知规律现象理论应用本质场物质指南针同极相斥地磁能量异极相吸核磁共振磁石动量磁悬浮环路定理电流磁效应书日录章口录上一页下一页

章目录节目录上一页下一页 §10-1 磁场磁感应强度 1、磁学发展过程地磁磁石电流磁效应 . 科学认知规律现象本质理论应用场物质能量动量 . 同极相斥异极相吸环路定理 . 指南针核磁共振磁悬浮 . 一、基本磁现象

S10-1磁场磁感应强度地球磁场地理北极地理南极实验表明磁轴与自转轴并不平行：11.5度的夹角磁极在不断漂移：地核比地壳转动更快，约50万年翻转节口录章口录上一页下一页

章目录节目录上一页下一页 §10-1 磁场磁感应强度实验表明磁轴与自转轴并不平行：11.5度的夹角磁极在不断漂移：地核比地壳转动更快，约50万年翻转

S10-1磁场磁感应强度2001年于中国上海浦东国际机场至地铁龙阳路站兴建磁悬浮列车系统，并于2002年正式启用。该线全长30公里，列车最高时速达430公里，由起点至终点站只需八分钟。节口录章口录上一页下一页

章目录节目录上一页下一页 §10-1 磁场磁感应强度 2001年于中国上海浦东国际机场至地铁龙阳路站兴建磁悬浮列车系统，并于 2002年正式启用。该线全长30公里，列车最高时速达430公里，由起点至终点站只需八分钟

S10-1磁场磁感应强度二、磁现象的起源1、磁现象与电流的联系1820年4月，丹麦物理学家奥斯特首先发现了电流的磁效应。后来人们还发现磁电联系的例子：Hans Christian Oersted磁体对载流导线的作用；(1770-1851)通电螺线管与条形磁铁相似；载流导线间有磁力；电流：电荷定向运动磁体的磁效应与运动电荷有关么？轨道圆电流十自旋圆电流一分子电流结论：磁现象起源于运动电荷节口录章口录上一页下一页

章目录节目录上一页下一页 §10-1 磁场磁感应强度 1、磁现象与电流的联系后来人们还发现磁电联系的例子：磁体对载流导线的作用；通电螺线管与条形磁铁相似；载流导线间有磁力； . 1820年4月，丹麦物理学家奥斯特首先发现了电流的磁效应。电流：电荷定向运动磁体的磁效应与运动电荷有关么？轨道圆电流＋自旋圆电流＝分子电流结论：磁现象起源于运动电荷 I 二、磁现象的起源

S10-1磁场磁感应强度三、磁感应强度1、磁场1）磁力的传递者是磁场，磁场与电场一样是客观存在的特殊形态的物质电流电流磁场磁体→磁体22）磁场对外的重要表现是（1）磁场对进入场中的运动电荷或载流导体有磁力的作用；(2)载流导体在磁场中移动时，磁场的作用力对载流导体作功，表明磁场具有能量。节口录章口录上一页下一页

章目录节目录上一页下一页 §10-1 磁场磁感应强度 1、磁场 1）磁力的传递者是磁场，磁场与电场一样是客观存在的特殊形态的物质 2）磁场对外的重要表现是 (1)磁场对进入场中的运动电荷或载流导体有磁力的作用； (2)载流导体在磁场中移动时，磁场的作用力对载流导体作功，表明磁场具有能量。电流磁体磁场电流磁体三、磁感应强度

S10-1磁场磁感应强度2、磁感应强度引入磁感应强度量来描述磁场的强弱和方向。1）磁矩：定义载流线圈的截面积AS与线圈中的电流的乘积为磁矩，即Pm = NIo4SnoB山2）磁感应强度的大小试验线圈所受到的最大磁力矩与线圈磁矩之比值Mmax磁感应强度的单位B=1特斯拉=104高斯（1T=104GS）Pm3）磁场方向：使线圈磁矩处于稳定平衡位置时的磁矩的方向节口录章口录上一页下一页

章目录节目录上一页下一页 §10-1 磁场磁感应强度 2、磁感应强度引入磁感应强度矢量来描述磁场的强弱和方向。 1）磁矩：定义载流线圈的截面积ΔS与线圈中的电流I的乘积为磁矩，即 P m NI0 Sn0   =  3）磁场方向：使线圈磁矩处于稳定平衡位置时的磁矩的方向 2）磁感应强度的大小 P m M B max = 磁感应强度的单位 1特斯拉＝104高斯（1T＝104GS）试验线圈所受到的最大磁力矩与线圈磁矩之比值 I Pm  B 

S10-1磁场磁感应强度四、磁通量磁场中的高斯定理1、磁感线：为描述空间磁场而引入的曲线磁场方向：磁感线的切线方向磁场强度：不磁感线的密度AN△@mdB :取积限，则有：mB =4S14S1ds磁感线性质：?磁力线是环绕电流的闭合曲线，磁场是涡旋场。②任何两条磁力线在空间不相交。?磁力线的环绕方向与电流方向之间遵守右螺旋法则。节口录章录上一页下一页

章目录节目录上一页下一页 §10-1 磁场磁感应强度 1、磁感线：为描述空间磁场而引入的曲线磁感线性质： ① 磁力线是环绕电流的闭合曲线，磁场是涡旋场。 ② 任何两条磁力线在空间不相交。 ③ 磁力线的环绕方向与电流方向之间遵守右螺旋法则。 I 磁场方向：磁感线的切线方向磁场强度：磁感线的密度 ⊥ ⊥ = = S S N B m      取积限，则有： d d m B S  = 四、磁通量磁场中的高斯定理

S10-1磁场磁感应强度2、磁通量磁通量：穿过磁场中某一曲面的磁力线总数，称为穿过该曲面的磁通量，dΦ.=B.ds@m=J,B.dS3、磁场中的高斯定理由于磁力线是无头无尾的闭合曲线，所以穿过任意闭合曲面的总磁通量必为零。d B.dS = 0这说明：i）磁力线是无头无尾的闭合曲线，i）磁场是无源场，磁场无磁单极存在。节口录章口录上一页下一页

章目录节目录上一页下一页 §10-1 磁场磁感应强度磁通量：穿过磁场中某一曲面的磁力线总数，称为穿过该曲面的磁通量。 d d Φ m =  B S m d S  =  B S  3、磁场中的高斯定理 d 0 S B S    这说明： i) 磁力线是无头无尾的闭合曲线， ii) 磁场是无源场，磁场无磁单极存在。 2、磁通量由于磁力线是无头无尾的闭合曲线，所以穿过任意闭合曲面的总磁通量必为零

S10-1磁场磁感应强度五、毕奥一沙伐尔定律1、电流元（载流导线的微小线元）在空间P点产生的磁场：dBdB=o Idi ×r34元Id/ sin (di,rdB=o大小：Idi124元方向：右手螺旋法则u0 =4元×10-7T.m.A-1真空中的磁导率：IdixrouoB=整个载流导体在P点的磁感应强度：?4元书日录章口录上一页下一页

章目录节目录上一页下一页 §10-1 磁场磁感应强度 0 3 d d 4π I l r B r   = 1、电流元（载流导线的微小线元）在空间P点产生的磁场：大小： 7 1 0 4 10− −  =   T m A ( ) 0 2 d sin d , d 4π I l l r B r  = 方向：右手螺旋法则真空中的磁导率：整个载流导体在P点的磁感应强度： 2 0 0 4 r Idl r B L     =    • P  r I l d I dB 五、毕奥－沙伐尔定律

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