银川川大学栽学镖件 物理学电子教案 磁场的基本概念，毕奥-萨伐尔定律 绪言 1、磁场 磁感应强度 2、毕奥一萨伐尔定律
物理学电子教案 银川大学教学课件 磁场的基本概念，毕奥－萨伐尔定律 绪言 1、 磁场 磁感应强度 2 、毕奥－萨伐尔定律
第五章 稳恒磁场 静止电荷 静电场 运动电荷一电场、磁场 •稳恒电流产生的磁场不随时间变化—稳恒磁场 内容 •描述磁场的基本物理量一 磁感应强度 •电流磁场的基本方程 Biot-savart定律 •磁场性质的基本方程— 高斯定理与安培环路定理 磁场对电流与运动电荷的作用一Lorentz力、Ampere力
•静止电荷——静电场 •运动电荷——电场、磁场 •稳恒电流产生的磁场不随时间变化——稳恒磁场 第五章 稳恒磁场 内容： •描述磁场的基本物理量——磁感应强度 •电流磁场的基本方程——Biot-savart定律 •磁场性质的基本方程——高斯定理与安培环路定理 •磁场对电流与运动电荷的作用——Lorentz力、Ampere力
5-1磁场磁感应强度 磁现象及其规律 磁性 天然磁石成人工磁铁吸收铁(Fe), 钴(Co),镍N的性质 。 磁体—具有磁性的物体 永久磁体—长期保持磁性的物体 磁极 条形磁铁两端磁性最强的部分 在水平面内自由转动的条形磁铁，在平衡时总是指向南 北方向的，分别称为磁铁的两极(N、S) 不存在磁单极 磁力—磁体之间的相互作用，同极相斥，异极相吸
磁性 天然磁石成人工磁铁吸收铁(Fe)， 钴( Co)，镍(Ni)的性质。 磁体——具有磁性的物体 永久磁体——长期保持磁性的物体 磁极 条形磁铁两端磁性最强的部分 在水平面内自由转动的条形磁铁，在平衡时总是指向南 北方向的，分别称为磁铁的两极（N、S）。 不存在磁单极 磁力——磁体之间的相互作用，同极相斥，异极相吸 一、磁现象及其规律 5-1 磁场 磁感应强度
二、电流的磁效应 Ns ·电流的磁效应 ·磁针和磁针 磁铁与载流导 志同道合 线的相互作用 电子束铁链荧光屏 未加磁备时的 阴极 电子轨透 奥斯特(Hans Christan 0 ersted,1777-1851) 丹麦物理学家，发现了 •在磁场中运动的 •载流导线与载流 电流对磁针的作用，从 电荷受到的磁力 导线的相互作用 而导致了19世纪中叶电 磁理论的统一和发展
•磁针和磁针 I I 二、电流的磁效应 •载流导线与载流 导线的相互作用 •在磁场中运动的 电荷受到的磁力 •磁铁与载流导 线的相互作用 I S N S N S N •电流的磁效应 奥斯特（Hans Christan Oersted，1777-1851） 丹麦物理学家，发现了 电流对磁针的作用，从 而导致了19世纪中叶电 磁理论的统一和发展。 志同道合
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现放在载流导线周围 的小磁针受到作用力而发生偏转。 安培发现放在磁铁附近的载流导线会受到作用力而 发生运动，使人们认识到电现象与磁现象的内在联系。 1822年，安培提出了的分子电流的假说。他认为一切磁 现象起源于电流，磁性物质的分子中，存在环形电流，称为 分子电流。每个分子电流都相当于一个基元磁铁，当分子电 流在一定程度上规则排列时，物质便显示出磁性。 现在我们知道，原子是由带正电的原子核与带负电的电 子组成的，电子不仅绕核旋转，还有自旋，原子、分子内电 子的这些运动形成了“分子电流”，这便解释了磁性的起源
1822年，安培提出了的分子电流的假说。他认为一切磁 现象起源于电流，磁性物质的分子中，存在环形电流，称为 分子电流。每个分子电流都相当于一个基元磁铁，当分子电 流在一定程度上规则排列时，物质便显示出磁性。 1820年，丹麦物理学家奥斯特发现放在载流导线周围 的小磁针受到作用力而发生偏转。 安培发现放在磁铁附近的载流导线会受到作用力而 发生运动，使人们认识到电现象与磁现象的内在联系。 现在我们知道，原子是由带正电的原子核与带负电的电 子组成的，电子不仅绕核旋转，还有自旋，原子、分子内电 子的这些运动形成了“分子电流”，这便解释了磁性的起源
小结 •运动电荷还要激发磁场； •运动的电荷在电磁场中将受 到磁场力的作用； ·一切磁现象起源于电荷的运 动，磁场力就是运动电荷之 间的一种相互作用力
•运动电荷还要激发磁场； •运动的电荷在电磁场中将受 到磁场力的作用； •一切磁现象起源于电荷的运 动，磁场力就是运动电荷之 间的一种相互作用力。 小结
三、磁场 1、概念 在运动电荷（或电流）周围空间存在的一种特殊形式的物质。 2、磁场的特性 ·磁场对磁体、运动电荷或 电 流一 电流 载流导线有磁场力的作用； 磁 运动电荷 运动电荷 载流导线在磁场中运动时， 磁场力要作功—磁场具有 场 能量。 磁铁 磁铁 为定量描述磁场的分布，引入描述磁场性质的物理量一 磁感应强度，并用运动电荷在磁场中受力来定义它
在运动电荷（或电流）周围空间存在的一种特殊形式的物质。 1、概念 •磁场对磁体、运动电荷或 载流导线有磁场力的作用； •载流导线在磁场中运动时， 磁场力要作功——磁场具有 能量。 2、磁场的特性 三、磁场 运动电荷 磁 铁 电 流 电 流 运动电荷 磁 铁 磁 场 为定量描述磁场的分布，引入描述磁场性质的物理量—— 磁感应强度，并用运动电荷在磁场中受力来定义它
四、磁感应强度 1、引入 需要一个既具有大小又有方向的物 理量来定量描述磁场。 2、实验：运动电荷在磁场中的受力情况 ·磁场力F与运动电荷的电量g和速度v以及电荷 B 的运动方向有关，且垂直于速度的方向。 •在磁场中的任一点存在一个特殊的方 向，当电荷沿此方向或其反方向运动 时所受的磁场力为零。 在磁场中的任一点，当电荷沿与上述方 向垂直的方向运动时，电荷所受到的磁 场力最大（计为Fmax)，Fmax/qv是与q v无关的确定值
四、磁感应强度 1、引入 需要一个既具有大小又有方向的物 理量来定量描述磁场。 2、实验：运动电荷在磁场中的受力情况 – + Fm v B = 0 Fm V q •磁场力F与运动电荷的电量q和速度v以及电荷 的运动方向有关，且垂直于速度的方向。 •在磁场中的任一点存在一个特殊的方 向，当电荷沿此方向或其反方向运动 时所受的磁场力为零。 •在磁场中的任一点，当电荷沿与上述方 向垂直的方向运动时，电荷所受到的磁 场力最大（计为Fmax），Fmax /qv是与q、 v无关的确定值。 F v B q
3、磁感应强度的定义 磁场中任一点都存在一个特殊的方向和确定的比值Fmxq ·反映了磁场在该点的方向特征和强弱特征 定义矢量函数B,规定它的大小为 B qv 方向为放在该点的小磁针平衡时极的指向一磁感应 强度。 4、单位 B 特斯拉T Tesla g
3、磁感应强度的定义 •磁场中任一点都存在一个特殊的方向和确定的比值Fmax /qv •反映了磁场在该点的方向特征和强弱特征 •定义矢量函数B，规定它的大小为 qv F B max = 4、单位 •特斯拉 T Tesla 方向为放在该点的小磁针平衡时N极的指向——磁感应 强度。 q • B v Fm
3、磁感应强度 2、实验：运动电荷在磁场中的受力情况 设带电量为q,速度为ⅴ的运动电荷处于磁场 中 实验发现： F= 1.当运动电荷的速 0一 度方向与该点小磁 针N极的指向平行 时，运动电荷不受 X 磁力作用。 小磁针N极的指向向右
3 、磁感应强度 1.当运动电荷的速 度方向与该点小磁 针N极的指向平行 时，运动电荷不受 磁力作用。 x y z o F = 0 + v v v v 设带电量为q ，速度为v 的运动电荷处于磁场 中 小磁针N极的指向向右 实验发现： 2、实验：运动电荷在磁场中的受力情况