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1、静电荷,运动电荷,稳恒电流,第九章,稳恒磁场与电磁场的相对性,9-1 磁场 磁感应强度,一、基本磁现象,天然磁石,电流的磁效应,1、天然磁体2、通电导线 3、电子束,表现为：使小磁针偏转,表现为：相互吸引,排斥.,磁现象：,周围有磁场,表现为：偏转等,天然磁性的产生是由于磁体内部有电流。,安培分子电流假说,磁现象的本质是什么呢？,二、磁场：,2、磁场的基本特性：力和能量。,1、运动电荷之间的相互作用力：,磁场对进入场中的运动电荷或载流导体有 磁力作用;,b)磁力将对移动的载流导体作功，磁场具有能量。,二、磁感应强度：,（回顾：）,运动电荷在磁场中受力与哪些因素有关呢？?,带电粒子在磁场中运动所
2、受的力与运动方向有关.,实验发现带电粒子在磁场中沿某一特定直线方向运动时不受力，此直线方向与电荷无关.,运动电荷在磁场中受力，不仅与电量有关，还与运动方向有关。,带电粒子在磁场中沿其他方向运动时 垂直于 与特定直线所组成的平面.,当带电粒子在磁场中垂直于此特定直线运动时受力最大：,大小与 无关,磁感强度 的定义：当正电荷垂直于 特定直线运动时，受力，将 方向定义为该点的 的方向.,单位 特斯拉,磁感强度 的定义：当正电荷垂直于特定直线运动时，受力 将 方向定义为该点的 的方向.,磁感强度大小：,运动电荷在磁场中受力,(高斯),显然：,讨论：,与、相垂直，构成右手螺旋系统。,三、磁偶极子,对线圈
3、有：,说明：只有当圆形电流的面积S很小，或场点距圆电流很远时，才能把圆电流叫做磁偶极子.,想象空间一群有向曲线。,的方向：其上任一点的切线方向。,的大小：,四、磁通量 磁场中的高斯定理,a、闭合曲线，没有起点，也没有终点。,b、磁力线与电流方向间存在右手螺旋系。,特征：,直线电流的磁力线,圆电流的磁力线,通电螺线管的磁力线,2、磁通量穿过磁场中任一曲面的磁力线的条数,物理意义：通过任意闭合曲面的磁通量必等于零（故磁场是无源的.）,磁场高斯定理,3、磁场的高斯定理：,与静电学中的高斯定理的区别：,电场是有源场,磁场是无源场。,自然界有单独的自由电荷存在，但尚未发现单独磁极存在,课堂练习,五、毕奥
4、-沙伐尔定律,1、稳恒电流的磁场,电流元,对一段载流导线,方向判断：的方向垂直于电流元 与 组成的平面，和 及 三矢量满足矢量叉乘关系。右手定则,毕奥-萨伐尔定律,2、运动电荷的磁场,电流,电荷定向运动,电流元,载流子总数,其中,运动电荷产生的磁场,六、毕奥-沙伐尔定律的应用,1.载流直导线的磁场,已知：真空中I 1 2 a,建立坐标系OXY,任取电流元,大小,方向,统一积分变量,Idl,dB,B,1.无限长载流直导线,2.半无限长载流直导线,3.直导线延长线上,讨论:,2.圆型电流轴线上的磁场,已知:R、I，求轴线上P点的磁感应强度。,解：建立坐标系OXY，,任取电流元,由对称性知：,大小,
5、方向,统一积分变量,x=0（环中心）：,xR,讨论：,或写为,一段圆弧在圆心处的磁感应强度：,（磁偶极子）,与电偶极子产生的电场关系相似,练习,例1、无限长载流直导线弯成如图形状,求：P、R、S、T 四点的,解：P点,方向,R点,方向,o,S点,方向,方向,T点,方向,方向,方向,方向,o,例3：载流螺旋管在其轴上的磁场.,取电流元Indx的圆形线圈,在O处：,解:,方向：沿Ox轴正向,由图：,R,螺线管无限长时：,螺线管半无限长时：,讨论:,a,I,I,结果：,P,b,思路：,注意符号,例9.S 是以圆周 L 为周界的任意曲面，求通过 S 的磁通量。,根据磁场的高斯定理：,例7.如图,真空中
6、长直导线通有电流I，旁边有矩形线圈,求其磁通量。,结果：,(习题课用),dx,例4、均匀带电圆环,求圆心处的,解：,带电体转动，形成运流电流。,例10、氢原子中电子绕核作圆周运动,解:,又,方向,方向,(习题课用),例2.正三角形线框ac 边长l，电阻均匀分布，与电源相连的长直导线 1，2 彼此平行，并分别与a，b 点相接。导线 1，2 上的电流为 I，令长直导线 1，2 和导线框在线框中心 O 点产生的磁感应强度分别为B1，B2和 B3，则O点的磁感应强度大小为：,(A).B0=0 B1=B2=B3=0(B).B0=0 B1+B2=0，B3=0(C).B00 虽然 B1+B2=0 但 B3 0(D).B00 虽然 B3=0 但 B1+B2 0,(习题课用),例6、两平行载流直导线,2.过图中矩形的磁通量,解：1.I1、I2在A点的磁场,l,2.如图取微元,
