1、第十一章 恒定電流的磁場(chǎng),結(jié)構(gòu)框圖,一 掌握描述磁場(chǎng)的物理量磁感強(qiáng)度的概念，理解它是矢量點(diǎn)函數(shù).,二 理解畢奧薩伐爾定律，能利用它計(jì)算一些簡(jiǎn)單問題中的磁感強(qiáng)度.,三 理解穩(wěn)恒磁場(chǎng)的高斯定理和安培環(huán)路定理.理解用安培環(huán)路定理計(jì)算磁感強(qiáng)度的條件和方法.,教學(xué)基本要求,五 了解磁場(chǎng)強(qiáng)度的概念以及在各向同性介質(zhì)中H和B的關(guān)系,了解磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理 .,四 理解洛倫茲力和安培力的公式 ，能分析電荷在均勻電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的受力和運(yùn)動(dòng). 了解磁矩的概念. 能計(jì)算簡(jiǎn)單幾何形狀載流導(dǎo)體和載流平面線圈在均勻磁場(chǎng)中或在無限長(zhǎng)載流直導(dǎo)體產(chǎn)生的非均勻磁場(chǎng)中所受的力和力矩.,1. 基本磁現(xiàn)象,司南勺,公元前六、七世紀(jì)就

2、已有了關(guān)于天然磁石的記載。春秋戰(zhàn)國(guó)呂氏春秋記載：磁石召鐵 公元前250年左右，出現(xiàn)了古代指南器司南的記載。 公元11世紀(jì)（北宋）沈括創(chuàng)制了航海用的指南針。,磁現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)比電現(xiàn)象早很多。,11-1 磁感強(qiáng)度 磁場(chǎng)的高斯定理,早期的磁現(xiàn)象包括:,(1)天然磁鐵吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)。,(2)條形磁鐵兩端磁性最強(qiáng)，稱為磁極。指北的一端稱為北極或N極，指南的一端稱為南極或S極。同斥異吸,奧斯特 實(shí)驗(yàn)表明：電流對(duì)磁極有力的作用,安培 磁鐵對(duì)電流有作用,電流間有相互作用,載流線圈的行為象一塊磁鐵,1822年 安培 由此提出了物質(zhì)磁性本質(zhì)的假說，即一切磁現(xiàn)象的根源是電流，構(gòu)成物質(zhì)的分子中都存在有回路電流分子電

3、流,相當(dāng)于一個(gè)基元磁鐵，在外界作用下，若這些分子電流定向的排列起來，在宏觀上就顯示出N、S極.,磁現(xiàn)象與電現(xiàn)象有很多類似，在自然界有獨(dú)立存在的電荷，卻至今沒找到獨(dú)立存在的磁荷，即所謂“磁單極子”。,尋找“磁單極子”是當(dāng)今科學(xué)界面臨的重大課題之一。,安培分子電流假說與近代關(guān)于原子和分子結(jié) 構(gòu)的認(rèn)識(shí)相吻合。原子是由原子核和核外電子組 成的，電子的繞核運(yùn)動(dòng)就形成了經(jīng)典概念的電流。,電流、磁鐵的本源一致：安培分子環(huán)流假說,磁現(xiàn)象與電現(xiàn)象有沒有聯(lián)系？,磁現(xiàn)象的本質(zhì)運(yùn)動(dòng)的電荷產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng) 對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用,一切磁現(xiàn)象可以歸結(jié)為運(yùn)動(dòng)電荷之間的相互作用,電場(chǎng)與磁場(chǎng)的區(qū)別：,靜止、運(yùn)動(dòng)電荷都產(chǎn)生電場(chǎng),場(chǎng)源

4、：,電場(chǎng)對(duì)靜止、運(yùn)動(dòng)電荷都有作用力,作用力：,但只有運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生磁場(chǎng)，靜止電荷不產(chǎn)生磁場(chǎng),磁場(chǎng)只對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力，對(duì)靜止電荷無作用力,由于運(yùn)動(dòng)和靜止都是相對(duì)的，因此，同一客觀存在的場(chǎng)，對(duì)某個(gè)參考系表現(xiàn)為電場(chǎng)，對(duì)另一參考系表現(xiàn)為電場(chǎng)和磁場(chǎng).,2. 磁感應(yīng)強(qiáng)度,設(shè)帶電量為q，速度為v的運(yùn)動(dòng)試探電荷處于磁場(chǎng)中，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：,（2）在磁場(chǎng)中存在著一個(gè)特定的方向，電荷所受到的磁力為零，與電荷本身性質(zhì)無關(guān);,（1）帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所受的力與運(yùn)動(dòng)方向有關(guān),但磁力的方向卻總是與電荷運(yùn)動(dòng)方向（ ）垂直；,（3）在磁場(chǎng)中，電荷沿與上述特定方向垂直的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的磁力最大(記為Fm),大小與 無關(guān),并且,單

5、位:特斯拉,磁感強(qiáng)度大小,高斯（Gs）,磁感強(qiáng)度 的定義：當(dāng)正電荷垂直于特定直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，受力 將 方向定義為該點(diǎn) 的方向.（負(fù)電荷反向）,3. 磁場(chǎng)的高斯定理(磁通連續(xù)原理),幾種不同形狀電流磁場(chǎng)的磁感應(yīng)線,3.1 磁感應(yīng)線的性質(zhì),與電流套連,閉合曲線,互不相交,方向與電流成右手螺旋關(guān)系,3.2 磁通量,磁通量：穿過磁場(chǎng)中任一給定曲面的磁感線總數(shù)。,對(duì)于曲面上的非均勻磁場(chǎng)，一般采用微元分割法求其磁通量。,規(guī)定：曲線上每一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁感強(qiáng)度的方向，磁場(chǎng)中某點(diǎn)處垂直 矢量的單位面積上通過的磁感線數(shù)目等于該點(diǎn) 的數(shù)值.曲線的疏密程度表示該點(diǎn)的磁感強(qiáng)度大小.,單位：韋伯(Wb),對(duì)所取微元，磁通量：,對(duì)整個(gè)曲面，磁通量：,3.3 磁場(chǎng)中的高斯定理,高斯定理,物理意義：通過任意閉合曲面的磁通量