11.1 磁现象及其本质
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dF 0
Idl
方向为该点磁感应强度方向。
大学物理 第三次修订本
9
第11章 恒定电流的磁场
(2) 当电流元与该点磁感 应强度方向垂直时， 受 力最大。
dFmax
dFmax
B
Idl
该点磁感应强度的大小
B d F max Id l
F max
三者相互 垂直,成右手螺旋关系。
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3
第11章 恒定电流的磁场 N
地幔
地核 地壳
S
地核每400年比地壳多转一周，地球的磁 极每隔几千年会发生颠倒。
大学物理 第三次修订本
4
第11章 恒定电流的磁场
2. 磁现象起源于运动电荷 1819－1820 年丹麦物理学 家奥斯特 首先发现了电流的磁 I 效应。1820年4月，奥斯特做了 一个实验， 通电流的导线对磁 针有作用， 使磁针在电流周围 偏转。 另外，磁体对载流导线的作用; 载流导线彼 此间有磁相互作用；…… 上述现象都说明了：磁现象与运动电荷之 间有着深刻的联系。
大学物理 第三次修订本
2
第11章 恒定电流的磁场
基本磁现象 1. 自然磁现象 磁性：具有能吸引铁磁物资（Fe、Co、Ni） 的一种特性。 磁体：具有磁性的物体。 磁极：磁性集中的区域。 磁极不能分离 (正负电荷可以分离开)。 地磁：地球是一个大磁体。
' 地磁南极大约在－－北 纬 70 50 ， 西经 96 ' ' 地磁北极大约在 －－ 南纬 70 10 ， 东经 150 45
大学物理 第三次修订本
11
第11章 恒定电流的磁场
磁感应强度的单位： 特斯拉
1T 1 N/(A m)
地球的南、北两极约为 6×10-5T ； 一般永磁体约 0.05~2T ； 中子星磁场 108T ； 人体磁场 10－12T ； 目前利用超导材料已能取得 40T 的强磁场。
大学物理 第三次修订本
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dFmax , dl , B
Id l
B
10
第11章 恒定电流的磁场
(3) 当电流元与磁感应强 度方向为 任意角度时受 力大小：
d F BI d l sin
dF
B
Idl
电流元在磁场中受力： dF Idl B
dF
称为安培力，式子为安培公式。
大学物理 第三次修订本
5
第11章 恒定电流的磁场
3. 安培的分子电流假说
(1)1822年安培提出了用分子电流来解释磁 性起源。 一切磁现象都起源于电流，任何物质的分 子中都存在着环形电流（分子电流），每个分 子电流就相当于一个基元磁体，当这些分子电 流作规则排列时，宏观上便显示出磁性。 (2) 近代分子电流的概念： 轨道圆电流＋自旋圆电流＝分子电流
S
磁体磁体
S N
电流磁体 I
N
磁 场
S
运动电荷
磁场
大学物理 第三次修订本
运动电荷
8
第11章 恒定电流的磁场
11.1
磁感应强度B
Idl
Idl
Idl (dF 0)
磁感强度 B 的定义
I
在通电闭合回路中，取电流元 电流元在磁场中的受力 (1) 磁场中任一点, 有一特 定方向，当电流元与特定 方向一致时，受力为零。
大学物理 第三次修订本
6
第11章 恒定电流的磁场
讨论 什么是磁力？ （1）磁体与磁体间的作用； （2）电流与磁体间的作用； （3）磁场与电流间的作用； （4）磁场与运动电荷间的作用。
大学物理 第三次修订本
7
第11章 恒定电流的磁场
基本磁现象
电流电流 I1
F F
磁体电流
I
N IΒιβλιοθήκη FI212第11章 恒定电流的磁场
第11章 恒定电流的磁场
磁悬浮列车
大学物理 第三次修订本
1
第11章 恒定电流的磁场
第11章 恒定电流的磁场
11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 磁感应强度 毕奥-萨伐尔定律 磁通量 磁场的高斯定理 安培环路定理 磁场对电流的作用 带电粒子在电场和磁场中的运动 磁介质
Idl
方向为该点磁感应强度方向。
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第11章 恒定电流的磁场
(2) 当电流元与该点磁感 应强度方向垂直时， 受 力最大。
dFmax
dFmax
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该点磁感应强度的大小
B d F max Id l
F max
三者相互 垂直,成右手螺旋关系。
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地幔
地核 地壳
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地核每400年比地壳多转一周，地球的磁 极每隔几千年会发生颠倒。
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2. 磁现象起源于运动电荷 1819－1820 年丹麦物理学 家奥斯特 首先发现了电流的磁 I 效应。1820年4月，奥斯特做了 一个实验， 通电流的导线对磁 针有作用， 使磁针在电流周围 偏转。 另外，磁体对载流导线的作用; 载流导线彼 此间有磁相互作用；…… 上述现象都说明了：磁现象与运动电荷之 间有着深刻的联系。
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第11章 恒定电流的磁场
基本磁现象 1. 自然磁现象 磁性：具有能吸引铁磁物资（Fe、Co、Ni） 的一种特性。 磁体：具有磁性的物体。 磁极：磁性集中的区域。 磁极不能分离 (正负电荷可以分离开)。 地磁：地球是一个大磁体。
' 地磁南极大约在－－北 纬 70 50 ， 西经 96 ' ' 地磁北极大约在 －－ 南纬 70 10 ， 东经 150 45
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第11章 恒定电流的磁场
磁感应强度的单位： 特斯拉
1T 1 N/(A m)
地球的南、北两极约为 6×10-5T ； 一般永磁体约 0.05~2T ； 中子星磁场 108T ； 人体磁场 10－12T ； 目前利用超导材料已能取得 40T 的强磁场。
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dFmax , dl , B
Id l
B
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第11章 恒定电流的磁场
(3) 当电流元与磁感应强 度方向为 任意角度时受 力大小：
d F BI d l sin
dF
B
Idl
电流元在磁场中受力： dF Idl B
dF
称为安培力，式子为安培公式。
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第11章 恒定电流的磁场
3. 安培的分子电流假说
(1)1822年安培提出了用分子电流来解释磁 性起源。 一切磁现象都起源于电流，任何物质的分 子中都存在着环形电流（分子电流），每个分 子电流就相当于一个基元磁体，当这些分子电 流作规则排列时，宏观上便显示出磁性。 (2) 近代分子电流的概念： 轨道圆电流＋自旋圆电流＝分子电流
S
磁体磁体
S N
电流磁体 I
N
磁 场
S
运动电荷
磁场
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运动电荷
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第11章 恒定电流的磁场
11.1
磁感应强度B
Idl
Idl
Idl (dF 0)
磁感强度 B 的定义
I
在通电闭合回路中，取电流元 电流元在磁场中的受力 (1) 磁场中任一点, 有一特 定方向，当电流元与特定 方向一致时，受力为零。
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第11章 恒定电流的磁场
讨论 什么是磁力？ （1）磁体与磁体间的作用； （2）电流与磁体间的作用； （3）磁场与电流间的作用； （4）磁场与运动电荷间的作用。
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第11章 恒定电流的磁场
基本磁现象
电流电流 I1
F F
磁体电流
I
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第11章 恒定电流的磁场
磁悬浮列车
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第11章 恒定电流的磁场
11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 磁感应强度 毕奥-萨伐尔定律 磁通量 磁场的高斯定理 安培环路定理 磁场对电流的作用 带电粒子在电场和磁场中的运动 磁介质