毕奥一萨筏尔定律 ■Biot和 Savart通过设计实验研究电流对磁 极的作用力 ■在数学家 Laplace的帮助下,得出BS定律 (早于安培) B=44(x)/与Mm械正比,与成反比 4兀 dbldl2r构成的平面 2005.3 北京大学物理学院王稼军编写
2005.3 北京大学物理学院王稼军编写 毕奥－萨筏尔定律 ◼ Biot和Savart通过设计实验研究电流对磁 极的作用力 ◼ 在数学家Laplace的帮助下，得出B-S定律 （早于安培） B 构成的平面 与 成正比 与 r 成反比 B 2 d dl r Idl r I dl r d , ( ) sin 4 1 3 0 1 1 ⊥ = 、 ，
如何解决无孤立的电硫元的图唯 美健是找到几何头泉 把电硫分成许多电流元 df a Idl r⑧还和几何因靠如 ,O有头 即解决了电硫产生场的规律 2005.3 北京大学物理学院王稼军编写
2005.3 北京大学物理学院王稼军编写 如何解决无孤立的电流元 的困难 df Idl 关键是找到几何关系 把电流分割成许多电流元 还和几何因素如 r, 有关 即解决了电流产生磁场的规律
Bo首先重复 Oester实验 实验一:测量长直载流导线对 单位磁极的作用力 装置:如图,沿圆盘径向,对 称放置一对相同的磁棒。 若H∝→力矩为rxH若H不∝H1n1个≠H2n2 每根磁棒 两极受合 C↑ 总合力矩不为零,圆盘应转 H 力矩为零, F 实验结果:示零—单位 圆盘静止 Ha=C↓磁极受到的作用H∝ 2005.3 北京大学物理学院王稼军编写
2005.3 北京大学物理学院王稼军编写 Biot首先重复Oester实验 ◼ 实验一：测量长直载流导线对 单位磁极的作用力 ◼ 装置：如图，沿圆盘径向，对 称放置一对相同的磁棒。 若 力矩为rH r H 1 = = C r r H r C r r H r 2 2 2 2 1 1 1 1 每根磁棒 两极受合 力矩为零， 圆盘静止 r H 1 若 不 H1 r1 H2 r2 总合力矩不为零， 圆盘应转 实验结果：示零—— 单位 磁极受到的作用 r I H
实验二: 在一个平面内 ■设计实验: ■磁极所受作用力的方向垂直于折线与磁极构 成的平面 a=0.H=0 C H=H最大 C H=0.414H 0.414=tan2230′=tan 4 maX 结论:H折=kn2 2005.3 北京大学物理学院王稼军编写
2005.3 北京大学物理学院王稼军编写 实验二： ◼ 设计实验： ◼ 磁极所受作用力的方向垂直于折线与磁极构 成的平面 = 0, H = 0 , max最 大 2 = H = H 414 max , 0. 4 = H = H 2 0.414 tan 22 30' tan = = 2 tan r I 结 论：H折 = k 折
电流元对磁极的作用力的表达式 由实验证实电流元对磁极的作用力是横向力 整个电流对磁极的作用是这些电流元对磁极横向力 的叠加 ■由对称性,上述折线实验结果中,折线的一支对磁 极的作用力的贡献是H折的一半 h=k k==k 折 2005.3 北京大学物理学院王稼军编写
2005.3 北京大学物理学院王稼军编写 电流元对磁极的作用力的表达式 ◼ 由实验证实电流元对磁极的作用力是横向力 ◼ 整个电流对磁极的作用是这些电流元对磁极横向力 的叠加 ◼ 由对称性，上述折线实验结果中，折线的一支对磁 极的作用力的贡献是H折的一半 k k 折 2 1 = 2 tan r I H = k