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1、第10章 电流与磁场,1,静电场与稳恒磁场的比较,一、电流 电流强度,1.电流,10.1 稳恒电流与稳恒电场,1）传导电流：带电粒子在导体中作定向运动。2）运流电流：带电粒子在空间作定向运动。3）位移电流：变化的电场。,2、电流强度,二、电流密度矢量,通过导体中任意截面S的电流强度为,数值：单位时间内通过导体内垂直于电流方向的单位面积的电量,方向：为该点电流方向。,一、基本磁现象,磁铁两端磁性最强，称为磁极。平衡状态下，条形磁铁两端指向南、北方向。磁铁间存在相互作用，同名磁极相斥，异名磁极相吸。,载流导线对磁铁的作用,10.2 磁感应强度,不存在磁单极。,（地球是一个大磁体）,存在磁化现象。,
2、S,F,I1,I2,F,N,电流 电流,磁体磁体,电流 磁体,运动电荷磁体,二、安培分子电流假说,运动电荷,对其中的运动电荷有磁力作用是一种特殊的物质形态满足场的叠加原理,I,三、磁感应强度,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.,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,磁感强度大小:,运动电荷在磁场中受力,规定：对于正的试探电荷，磁感应强度、和 的方向满足右手螺旋关系，即伸直大姆指并使其余的四个手指由 的方向经过90度转向 的方向，大姆指所指向的方向即为 的方
3、向。,单位 特斯拉,高 斯,一、毕奥萨伐尔定律,(电流元在空间产生的磁场),真空磁导率,10.3 毕奥-萨伐尔定律,二、毕奥-萨伐尔定律的应用（了解即可）,计算各种电流分布产生的磁场的磁感强度,基本步骤：,P63 一、3 一长直载流导线，沿空间直角坐标Oy轴放置，电流沿y正向在原点O处取一电流元Idl，则该电流元在(a，0，0)点处的磁感强度的大小为_，方向为_,求电流元的磁场,毕奥-萨伐尔定律,方向：,方向：,平行 z 轴负向,a,P,例1.直电流的磁场,任取电流元,各电流元的 dB 的方向都相同,大小:,方向:,+,已知：真空中,求 p点的磁感强度.,P,无限长载流直导线,讨 论,半无限长
4、载流直导线,P点在载流直导线延长线上,所有,每个电流元与其到场点的矢径都相平行.,例2.圆电流轴线上的磁场,已知:R、I,求轴线上P点的,建立坐标系OXY,任取电流元,分析对称性、写出分量式,B的大小：,方向：,圆心,载流圆环,载流圆弧,圆心角,圆心角,讨论,3.载流螺线管轴线上的磁场,P,ndl 匝,圆电流在 P 点的磁场,l,(1)无限长载流螺线管,(2)半无限长载流螺线管,P,讨论,例题、一无限长载流导线弯成如图所示的形状，其中bec为四分之一圆弧，半径为R。求圆心处的磁感应强度。,【解】,方向均垂直于纸面向外,方向均垂直于纸面向里,方向也是垂直于纸面向外,方向垂直于纸面向外,(4),(
5、3),(2),练习,(1),例题、半径为R的均匀带正电圆环，电荷线密度为，以角速度绕通过环心且垂直于环面的轴转动。求环心处的磁场。,解：,带电体转动，形成电流。,【知识点和思路】:绕轴转动的细圆环相当于一个圆电流，其在环心处的磁场可由圆电流的磁场求得，此题的关键在于求等效圆电流的电流强度。,方向垂直纸面向内,【问题延伸】：做圆周运动的的电荷、均匀带电的圆形导线、薄圆盘等绕过圆心垂直圆面的轴转动时，在圆心处产生的磁场都可以用这种方法来求解。,一、磁感应线(磁力线),规定：1、曲线的切线方向与该点的磁感应强度方向一致；,2、穿过垂直于 方向单位面积上曲线的条数，等于该点磁感应强度 的大小。,10.4磁场的高斯定理,几种典型电流的磁感应线,二、磁通量,通过磁场中某一曲面磁感应线的条数称为通过该曲面的磁通量。,通过闭合曲面的磁通量,磁场的高斯定理说明稳恒磁场是一个无源场。,例题、如图载流长直导线的电流为I,试求通过矩形面积的磁通量.,解:如图取面元,作业：P63 一、1-4 二、1P64 一、1-3 二、1,
