昃如大精品课程 大学物 COLLEGE PHYSICS 主讲教师: 长江太学物褸耕学与被术学院 http:/psat.yangtzeu.edu.cn
第五 e 已磁 第一章静电场 第二章稳恒电流的磁场 第三章电磁感应 第四章电磁场和电磁波
第一章 静电场 第五篇 电磁学 第二章 稳恒电流的磁场 第三章 电磁感应 第四章 电磁场和电磁波
21毕奥萨伐尔定律 3.磁现象的本质 (1)螺线管电流等效条形磁铁 本质 00 铁段极极不可分(2)分子电流的假说 男地示N指北s指南 地磁N极在南地磁S极在北.流 电流对磁铁有作用力 (3)磁现象的本质 磁铁对电流有作用力 运动电荷二磁场二运动电荷 两平行电流叮两圆电流间,动电荷既激发电场(库仑 两螺旋管间 4)磁场的物质性 2结论磁铁电流云磁铁电流对泛动电荷电流作用力 (1)作用力方向随磁极的不同⑧磁场使其中的物资磁化 及电流方向的不同而不 ③磁场有能量动量质 l磁极和电流 强度B 的强弱位置方向有关 描述磁场强弱的物理量
2.1 毕奥–萨伐尔定律 一.磁现象及其本质 1.一般磁现象 (1)磁铁两极:N极,S极;不可分; 同极斥,异极吸. (2)地磁小磁针:N指北,S指南. 地磁N极在南, 地磁S极在北. (3)电流与磁铁的相互作用 电流对磁铁有作用力, 磁铁对电流有作用力. (4)电流与电流的相互作用 两平行电流间,两圆电流间, 两螺旋管间. 2.结论 磁铁 电流 磁铁 电流 力 力 (1)作用力方向随磁极的不同 及电流方向的不同而不同. (2)作用力大小 的强弱,位置,方向有关 与磁极和电流 3.磁现象的本质 (1)螺线管电流等效条形磁铁 I S N (2)分子电流的假说 分 子 电 流 S N (3)磁现象的本质 运动电荷 磁场 运动电荷 运动电荷既激发电场 ( 库仑 场),又激发磁场. (4)磁场的物质性 ①对运动电荷(电流)作用力; ②磁场使其中的物资磁化; ③磁场有能量,动量,质量. 二.磁感应强度B 描述磁场强弱的物理量
③小磁针在磁场中受力 3磁感应强度B的定义 载线圈在做场中受力矩;%泾动的正验电待在磁 g运动点电荷在磁场中受力,扬中受力定B 运动点电荷 B=Fmax/(gov) 电行在动中(2)方向零磁力时的速度方向 ②FυB成右手螺旋 动电荷受分其它情况均(3)运动电荷受力 达 运动卓电荷受弦力压4单们国际单位SD特斯拉 方向缜成的平面改变q符号 FE 1T-N/(Cm/sFIN/(A 比 电流与其产生磁场的关系 v的积成正比与1电流元款发的被场dB 省鑫挂定方向突净可旋 dB-uoldZXr I& dB F特定方向 特定方向 4兀 dB的大小 qda x qdx dB=Hold/sine/(47I U U dB的方向:满足 ldlr, dB F 成右手螺旋关系
1.三种定义方式 ①小磁针在磁场中受力; ②载流线圈在磁场中受力矩; ③运动点电荷在磁场中受力. 2.运动点电荷在磁场中受力 实验表明:运动电荷q在磁场中 (1)当v与特定方向平行时,运 动电荷q不受力,其它情况均 受力; 特定方向 (2)运动点电荷q所受磁力F v F 方向:垂直于速度v与该特定 方向组成的平面;改变q 符号 ,F 反向; x y z q+ x y z – v F 特定方向 q 大小:与q和v 的积成正比;与 v 同该特定方向夹角正旋 值成正比. 以运动的正试验电荷 q0 在磁 场中受力定义B 3.磁感应强度B 的定义 (1)大小 B=Fmax/(q0v) (2)方向 ②F,v,B 成右手螺旋. ①零磁力时的速度方向; (3)运动电荷受力的数学表达 F=qv×B 4.单位国际单位(SI):T(特斯拉) 1T=N/(C·m/s)=1N/(A·m) θ 1.电流元Idl 激发的磁场dB 三. 毕奥–萨伐尔定律 电流与其产生磁场的关系. I P r Idl dB 的大小: dB=μ0 Idlsinθ/(4πr2 ) dB 的方向: 满足Idl,r,dB 成右手螺旋关系. dB ⊗ 4π μ0 Idl×r r dB= 3
4(4x是当B用国际单位制当g<0,街与饭向 nvs vdi--dlv 磁导率p=4x×10NA2 uo IdIXruo-gnvSdlXr 2磁场叠加原理独立性叠加性 dBb-4it uo ldlR uognSdlu Xr uoguX dw B-dB 4兀 3运动电荷激发的磁场 运动电荷激发磁场B为 载流子载流子数dN=S激的大水 ld-激发磁场是导线d冲中所有B B 发磁场的矢量和dB=BdNB= gvsin0(4x2) vdts/at-qnvs/90.B向少O 当q>0,dv向 do/d B的方向 B lo DixI q 0,B与UXr反向 dB=47 e/注意:电场E是纵向场电荷元d uognvSdlXr vdt 激发的电场dE与源点对场点引的 矢径严行;磁场B横向场,电荷 4兀 元dq 或电流元/激发的磁场dB 40 nsdu Xr0gX5x与源点对场点引的天径座直这 4兀 4兀r3 点在计算时务必高度注意!!
B=∫dB = μ0 /(4π)是当B 用国际单位制 时而引进的常数,0为真空中 磁导率. 0=4×10–7N·A–2 2.磁场叠加原理 独立性,叠加性 4π μ0 Idl×r r 3 l 3.运动电荷激发的磁场 Idl激发磁场是导线dl中所有 载流子(载流子数dN=nSdl)激 发磁场B的矢量和:dB=B dN 当q>0,Idl与v同向 v I S vdt + + + + + =qnvdtS/dt I=dQ/dt =qnvS 4π μ0 Idl×r r dB= 3 4π μ0qnvSdl×r r 3 = 4π μ0qnSdlv×r r 3 = 4π μ0 qv×r r 3 = dN 4π μ0 qv×r r B 3 = 当q<0, Idl与v反向 I=–qnvS vdl=–dlv 4π μ0 Idl×r r dB= 3 4π μ0 –qnvSdl×r r = 3 4π μ0qnSdlv×r r 3 = 4π μ0 qv×r r 3 = dN B ⊗ 运动电荷激发磁场B为 v P B的大小 r θ B=μ0qvsinθ/(4πr2 ) B的方向: q>0, + q B与v×r同向 q<0, v P r ¯q θ B与v×r反向 B ⊙ 注意: 电场E是纵向场,电荷元dq 激发的电场dE与源点对场点引的 矢径r平行; 磁场B是横向场,电荷 元dq 或电流元Idl 激发的磁场 dB 与源点对场点引的矢径r垂直. 这 点在计算时务必高度注意!!!