磁感应强度磁场高斯定理.ppt
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1、1.11-1 磁感磁感应应强强度度 磁磁场场高斯定高斯定理理l人人们发现们发现磁磁现现象已有象已有两千五百多年了两千五百多年了一一.磁磁现现象象l吕吕氏春秋氏春秋:“慈石召慈石召铁铁”-磁石吸磁石吸铁铁性性质质l韩韩非子非子有度有度:“司南司南”-磁石琢磨成的指南磁石琢磨成的指南针针2.l11世世纪纪,沈括制造了航海用的指,沈括制造了航海用的指南南针针,并在,并在梦溪笔梦溪笔谈谈中作了中作了详细详细的的记载记载l材料:材料:F天然磁天然磁铁矿铁矿石:石:四氧化三四氧化三铁铁(Fe3O4)F人工磁人工磁铁铁:氧化氧化铁铁(Fe2O3)与一种或与一种或多种二价金属氧化物多种二价金属氧化物(CuO,
2、MnO,ZnO,BaO等等)的粉末混合高温的粉末混合高温烧结烧结而而成成3.l磁磁现现象象磁性:磁性:可吸引可吸引铁铁,镍镍,钴钴等物等物质质磁极:磁极:磁性最磁性最强强的区域的区域(磁磁铁铁两两端端)磁力:磁力:磁极同性相斥,异性相磁极同性相斥,异性相吸吸指向:指向:悬悬挂的条形磁挂的条形磁铁铁会自会自动动地地转转向南北方向,指向北方的磁向南北方向,指向北方的磁极极为为北极北极(N),指向南方的磁极,指向南方的磁极为为南极南极(S)4.几个重要几个重要实验实验l实验实验一一(奥斯特奥斯特)F揭示出揭示出电电流可流可对对磁磁针针施加作用力施加作用力5.l实验实验二二(安培安培)F揭示出磁揭示出
3、磁铁铁会会对电对电流施加流施加作用力作用力6.l实验实验三三(安培安培)F揭示出揭示出载载流流导线导线之之间间有相有相互作用力互作用力相互相互吸引吸引相互相互排斥排斥7.安培分子安培分子电电流假流假说说l安培分子安培分子电电流流观观点:点:物物质质的每个分的每个分子都存在着回路子都存在着回路电电流流-分子分子电电流流l结论结论:磁磁现现象的本源是象的本源是电电荷的运荷的运动动l分子分子电电流作定向排列,流作定向排列,则则宏宏观观上就上就会会显现显现出磁性来出磁性来8.磁磁场场l磁作用通磁作用通过过磁磁场进场进行行磁磁场场运运动电动电荷荷(电电流流)运运动电动电荷荷(电电流流)磁磁场场磁磁铁铁磁
4、磁铁铁电电流流电电流流9.讨论讨论:无无论论电电荷荷静静止止还还是是运运动动,都都会会激激发发电电场场,所所以以电电荷荷间间都都存存在在库仑库仑作用作用运运动动的的电电荷荷才才会会激激发发磁磁场场,即即只只有有运运动动电电荷荷之之间间才才存存在在磁磁的的相互作用相互作用10.二二.磁感磁感应应强强度度场场中各点都有一特定方向,中各点都有一特定方向,电电荷荷沿沿该该方向方向(或其反方向或其反方向)运运动时动时,电电荷不受磁力作用荷不受磁力作用l速度速度为为 的的电电荷荷q进进入磁入磁场场中中则则-磁磁场场方向方向运运动电动电荷受到的磁力方向荷受到的磁力方向总总是是同同时时垂直于垂直于电电荷运荷运
5、动动方向和磁方向和磁场场方向方向11.磁力与磁力与电电荷荷电电量量q、电电荷运荷运动动速速率率v及及电电荷运荷运动动方向与磁方向与磁场场方向方向间间的的夹夹角角 有关,有关,满满足足l定定义义:-磁感磁感应应强强度的大小度的大小12.或或l磁感磁感应应强强度是矢量度是矢量!单单位:特斯拉位:特斯拉(T)三三.磁感磁感应线应线(磁力磁力线线)l规规定:定:曲曲线线上任一点的切上任一点的切线线方向方向为该为该点点处处的磁的磁场场方向;方向;13.通通过过某点垂直于某点垂直于 的的单单位面位面积积的的磁力磁力线线数数(磁力磁力线线密度密度)为该为该点点 的的大小大小l与与电电力力线线的区的区别别:磁
6、力磁力线线是是一系列一系列围绕电围绕电流、首尾相接的流、首尾相接的闭闭合曲合曲线线14.15.四四.磁磁场场的高斯定理的高斯定理l磁磁通通量量:通通过过磁磁场场中中某某一曲面的磁力一曲面的磁力线线数数单单位:位:韦韦伯伯(Wb)16.l磁力磁力线闭线闭合,合,对闭对闭合曲面合曲面S-磁磁场场的高斯定理的高斯定理F磁磁场场是无源是无源场场17.一一.电电流的磁流的磁场场 毕毕奥奥萨萨伐伐尔尔定律定律11-2 毕毕奥奥萨萨伐伐尔尔定律定律l-毕毕奥奥-萨萨伐伐尔尔定律定律18.-真空磁真空磁导导率率l对对任意任意载载流流导线导线19.说说明:明:恒恒定定电电流流是是闭闭合合的的,不不可可能能直直接
7、从接从实验实验中得出中得出毕毕萨萨定律定律 闭闭合合回回路路各各电电流流元元磁磁场场叠叠加加结结果果与与实实验验相相符符,间间接接证证明明了了毕毕萨萨定律的正确性定律的正确性20.例例1有有一一长长为为L的的载载流流直直导导线线,通通有有电电流流为为I,求求与与导导线线相相距距为为a的的P点点处处的磁感的磁感应应强强度度解解:方向垂直于方向垂直于纸纸面向内面向内21.l每个每个电电流元在流元在P点点的磁的磁场场方向相同方向相同22.23.讨论讨论:角角 对对无限无限长载长载流直流直导线导线有有24.例例2解:解:取取轴线为轴线为x轴轴 任取一任取一电电流元流元25.由由对对称性可知,磁称性可知
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