高二物理竞赛静磁场课件
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（André-Marie Ampère，1775年—1836 年），法国物理学家，在电磁作用方面的 研究成就卓著，对数学和化学也有贡献。 电流的国际单位安培即以其姓氏命名。
5
5
v 二 磁感强度 B 的定义
安培提出:一切磁现象起源于电荷运动
本质
运动电 荷载流 导线磁 体
磁
运动电
荷载流
场
导线磁
体
6
6
磁场的性质 (1) 对运动电荷(或电流)有力的作用 (2) 磁场有能量
磁感应强度有各种定义方法，除上述方法外，我 们还可以用运动电荷在磁场中的受力来定义。
9
9
一 毕奥－萨伐尔定律
(电流元在空间产生的磁场)
dB
0
4π
Idl sin
r2
v dB
0
4π
v Idl
r3
v r
真空磁导率 0 4 π10 7 N A2
rv
v dB
P*v v r Idl
v dB
v Idl
I
B 的方向沿 x 轴负方向
14
14
B
0I
4 π r0
(cos
1
cos 2 )
无限长载流长直导线
z
D 2
1 0 2 π
B 0I
2 π r0
I
xo
C 1
v
B
×
P
y
半无限长载流长直导线
1
π 2
2 π
BP
0I
4πr
15
15
静磁场
1
1
磁现象(1)
磁现象(2)
磁体 SN
磁体 磁 场 SN
电流
磁体 I
磁现象(3)
磁体
电流
பைடு நூலகம்
I
Nv
F
S
磁现象(4)
电流 I1
v电流 F
v
F
I2
2
2
一 磁场
1 磁铁的磁场 N、S极同时存在； 同名磁极相斥，异名磁极相吸.
N
S
N
S
磁铁
磁场
磁铁
3
3
I
2 电流的磁场 奥斯特实验
3 磁现象的起源
电流
磁场
10
10
任意载流导线在点 P 处的磁感强度
磁感强度 叠加原理
vv
B dB
0I
4π
vv dl r
r3
rv
v dB
P*v v r Idl
v dB
v Idl
I
11
11
例 判断下列各点磁感强度的方向和大小.
1
8
2
×
v
7
Idl × 3
R
6
×
4
v dB
5
0
4π
v Idl
v r
r3
1、5点 ：dB 0
0
4π
CD
Idz sin
r2
13
13
B
dB
0
4π
CD
Idz sin
r2
z r0 cot , r r0 / sin
z
dz r0d / sin2
D 2
dz
v r
z
I
x o r0
C 1
v dB
*P y
B 0I 2 sin d
4 π r0 1
v
0I
4 π r0
(cos1
cos2 )
磁感应强度
描述恒定磁场引入电流元
v
模型 Idl
B
Idl
dF Idl sin
L
7
7
定义磁感应强度的方向: 沿该点处静止小磁针的N极指向
或 dF 0 的方向
定义磁感应强度的大小:
B dF
Idl sin
8
8
磁场力与电流元和磁感应强度满足右手螺旋关系
dF Idl B
——安培力公式
B
Idl
➢ 说明
运动电荷
磁场
4
4
奥斯特
丹麦物理学家奥斯特(1777—1851).1806年任哥本哈根大学物理 学教授，1821年被选为英国皇家学会会员，1823年被选为法国 科学院院士，后来任丹麦皇家科学协会会长．
奥斯特早在读大学时就深受康德哲学思想的影响，认为各种自 然力都来自同一根源，可以相互转化．
安德烈·玛丽·安培
3、7点
：dB
0 Idl
4π R2
2、4、6、8 点 ：
dB
0 Idl
4π R2
sin
450
毕奥－萨伐尔定律
12
12
二 毕奥－萨伐尔定律应用举例
例1 载流长直导线的磁场.
z
D 2
解
dB
0
4π
Idz sin
r2
dz
v r
z
I
x o r0
C 1
v dB
*P y
v dB
方向均沿
x 轴的负方向
B
dB
5
5
v 二 磁感强度 B 的定义
安培提出:一切磁现象起源于电荷运动
本质
运动电 荷载流 导线磁 体
磁
运动电
荷载流
场
导线磁
体
6
6
磁场的性质 (1) 对运动电荷(或电流)有力的作用 (2) 磁场有能量
磁感应强度有各种定义方法，除上述方法外，我 们还可以用运动电荷在磁场中的受力来定义。
9
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一 毕奥－萨伐尔定律
(电流元在空间产生的磁场)
dB
0
4π
Idl sin
r2
v dB
0
4π
v Idl
r3
v r
真空磁导率 0 4 π10 7 N A2
rv
v dB
P*v v r Idl
v dB
v Idl
I
B 的方向沿 x 轴负方向
14
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B
0I
4 π r0
(cos
1
cos 2 )
无限长载流长直导线
z
D 2
1 0 2 π
B 0I
2 π r0
I
xo
C 1
v
B
×
P
y
半无限长载流长直导线
1
π 2
2 π
BP
0I
4πr
15
15
静磁场
1
1
磁现象(1)
磁现象(2)
磁体 SN
磁体 磁 场 SN
电流
磁体 I
磁现象(3)
磁体
电流
பைடு நூலகம்
I
Nv
F
S
磁现象(4)
电流 I1
v电流 F
v
F
I2
2
2
一 磁场
1 磁铁的磁场 N、S极同时存在； 同名磁极相斥，异名磁极相吸.
N
S
N
S
磁铁
磁场
磁铁
3
3
I
2 电流的磁场 奥斯特实验
3 磁现象的起源
电流
磁场
10
10
任意载流导线在点 P 处的磁感强度
磁感强度 叠加原理
vv
B dB
0I
4π
vv dl r
r3
rv
v dB
P*v v r Idl
v dB
v Idl
I
11
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例 判断下列各点磁感强度的方向和大小.
1
8
2
×
v
7
Idl × 3
R
6
×
4
v dB
5
0
4π
v Idl
v r
r3
1、5点 ：dB 0
0
4π
CD
Idz sin
r2
13
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B
dB
0
4π
CD
Idz sin
r2
z r0 cot , r r0 / sin
z
dz r0d / sin2
D 2
dz
v r
z
I
x o r0
C 1
v dB
*P y
B 0I 2 sin d
4 π r0 1
v
0I
4 π r0
(cos1
cos2 )
磁感应强度
描述恒定磁场引入电流元
v
模型 Idl
B
Idl
dF Idl sin
L
7
7
定义磁感应强度的方向: 沿该点处静止小磁针的N极指向
或 dF 0 的方向
定义磁感应强度的大小:
B dF
Idl sin
8
8
磁场力与电流元和磁感应强度满足右手螺旋关系
dF Idl B
——安培力公式
B
Idl
➢ 说明
运动电荷
磁场
4
4
奥斯特
丹麦物理学家奥斯特(1777—1851).1806年任哥本哈根大学物理 学教授，1821年被选为英国皇家学会会员，1823年被选为法国 科学院院士，后来任丹麦皇家科学协会会长．
奥斯特早在读大学时就深受康德哲学思想的影响，认为各种自 然力都来自同一根源，可以相互转化．
安德烈·玛丽·安培
3、7点
：dB
0 Idl
4π R2
2、4、6、8 点 ：
dB
0 Idl
4π R2
sin
450
毕奥－萨伐尔定律
12
12
二 毕奥－萨伐尔定律应用举例
例1 载流长直导线的磁场.
z
D 2
解
dB
0
4π
Idz sin
r2
dz
v r
z
I
x o r0
C 1
v dB
*P y
v dB
方向均沿
x 轴的负方向
B
dB