第九章稳恒磁场 §91磁场磁感应强度 §92毕奥-萨伐尔定理 §93磁通量磁高斯定理 §94安培环路定理 §95磁场对电流的作用 §96磁场对运动电荷的作用 §97物质的磁性 第9章稳恒磁场
第9章 稳恒磁场 1 第九章 稳恒磁场 §9.1 磁场 磁感应强度 §9.2 毕奥－萨伐尔定理 §9.3 磁通量 磁高斯定理 §9.4 安培环路定理 §9.5 磁场对电流的作用 §9.6 磁场对运动电荷的作用 §9.7 物质的磁性
§91磁场磁感应强度 磁现象 极光 第9章稳恒磁场
第9章 稳恒磁场 2 一、磁现象 §9.1 磁场 磁感应强度 极 光
相关实验 A 通电导线受马蹄形 螺线管与磁铁相互作 磁铁作用而运动 用时显示出N极和S极 第9章稳恒磁场
第9章 稳恒磁场 3 通电导线受马蹄形 磁铁作用而运动 相关实验 螺线管与磁铁相互作 用时显示出N极和S极
相关实验 第9章稳恒磁场
第9章 稳恒磁场 4 相关实验
结论: 磁场不是凭空想象出来的,是确确实实存在的一种 物质。 磁现象广泛存在于自然界中。 二、磁场的基本性质 1、磁场是一种物质,具有质量、动量、能量。 2、磁场的产生源:运动电荷(电流) 3、磁场的存在使场中电流受到磁场力的作用,这种 作用通过磁场来实现。 第9章稳恒磁场 5
第9章 稳恒磁场 5 二、磁场的基本性质 1、磁场是一种物质，具有质量、动量、能量。 2、磁场的产生源： 运动电荷（电流） 3、磁场的存在使场中电流受到磁场力的作用，这种 作用通过磁场来实现。 结论： ➢ 磁场不是凭空想象出来的，是确确实实存在的一种 物质。 ➢ 磁现象广泛存在于自然界中
磁感应强度 运动电荷在磁场中的受力特点: y SN (1)电荷在磁场中的运动方向不同, max B 受力也不同; (2)总存在一个方向,当电荷沿该 方向运动时受到的磁场力最大; 定义磁感应强度的大小 B nax 方向:该点处小磁针N极的指向 q7单位:特斯拉(T) 磁感应强度描述磁场的性质,是空间位置的单值函数. 第9章稳恒磁场
第9章 稳恒磁场 6 三. 磁感应强度 运动电荷在磁场中的受力特点: (1) 电荷在磁场中的运动方向不同, 受力也不同; 定义 (2) 总存在一个方向，当电荷沿该 方向运动时,受到的磁场力最大; 磁感应强度的大小 Fmax B q = v 方向：该点处小磁针N极的指向 单位：特斯拉（T） 磁感应强度描述磁场的性质，是空间位置的单值函数
§92毕奥萨伐尔定律 磁场的叠加原理 1.当空间同时存在多个电流时,它们共同激发的磁场 是各个电流单独存在时激发磁场的叠加。 B=∑B 2电流元I——磁场中的理想化模型, 在场中只占据一个点的位置 大小:Il 方向:沿载流方向 任一载流导线均可看作由无数电流元首尾相接而成 b=dB 第9章稳恒磁场 7
第9章 稳恒磁场 7 §9.2 毕奥—萨伐尔定律 一 磁场的叠加原理 1. 当空间同时存在多个电流时，它们共同激发的磁场 是各个电流单独存在时激发磁场的叠加。 i i B B = 2. 电流元 Idl —— 磁场中的理想化模型， 在场中只占据一个点的位置。 任一载流导线均可看作由无数电流元首尾相接而成 B dB = 大小：Idl 方向：沿载流方向 ？
二毕-萨定律 PdB db- ko ldl sin 0 4兀 ldl 4=4兀×10N/A2—真空中的磁导率 方向:dB∥I×r(右手螺旋法则) 矢量形式 dB=Ald×r 0Idl×r 882 4兀 4兀 ldl-∞ 例判断下列各点磁感强度的方向和大小 R、 1、5点:dB=02、4、6、8点 3.7点4dB=0 4丌R 4汇R 第9章稳恒磁场
第9章 稳恒磁场 8 1 2 3 4 5 6 7 8 I l d 二 毕－萨定律 0 2 d sin d 4 π I l B r = 0 3 d d 4 π I l r B r = P I l d r dB 7 2 0 4 10 N A − = ——真空中的磁导率 方向： d // B Idl r （右手螺旋法则） 矢量形式： 0 0 2 d 4 π = I l r r 例 判断下列各点磁感强度的方向和大小. 1、5 点 ： d 0 B = 3、7点 ： 0 2 d d 4 π I l B R = 0 0 2 d d sin 45 4 π I l B R = 2、4、6、8 点 ： R × × ×
三、毕-萨定律的应用 1.载流直导线的磁场 6, 解dB uo lays 源电流分布的空间 4兀 ld 0 dB 由叠加原理:B=[dB=[sm 4r2 统一变量 F三acSC y=acot(I-8=-acot e dy= acsc 0de B rae. sin ad6-4o4 (cos 8,-coS 8,) 4πa 第9章稳恒磁场
第9章 稳恒磁场 9 三、毕－萨定律的应用 1. 载流直导线的磁场 I a I y d r dB 解 0 2 d sin d 4 I y B r = 0 2 d sin d 4 I y B B r = = P 源电流分布的空间 由叠加原理： 统一变量： r = acsc 2 d csc d y a = y a a = − = − cot cot ( ) 0 1 2 (cos cos ) 4 I a = − = 2 1 sin d 4 0 θ a θ I B 1 2 O y y
讨论B= (cos 0,-coS 8 47a (1)无限长直导线日1→>02→>兀 B 方向:右螺旋法则 2Ta 8/8 (2)任意形状直导线 B,=0 B (cos 900-cos1800)P r 4a a 4a 第9章稳恒磁场 10
第9章 稳恒磁场 10 (1) 无限长直导线 0 1 2 (cos cos ) 4 I B a = − 1 → 0 2 → 0 2 I B a = 方向：右螺旋法则 B (2) 任意形状直导线 P a I 1 2 B1 = 0 (cos90 cos180 ) 4 0 0 0 2 − = a I B a I = 4 0 B r 讨 论 I 1 2 P