高中物理竞赛课件：磁场(共80张PPT)
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高二物理竞赛静磁场课件
（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
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
最新磁场-课件PPT完整版
堂
的方向画出一些带有箭头的曲线。
小 结
方向：从磁体N极出来，回到S极。
三、本课研究物理的方法：转换法、理想模型法。
你还有哪些疑问，可以提出来大家一起交流讨论？
3.磁极：磁体中磁性最强的部分
4.磁极间的相互作用规律 5.磁化
同名磁极相互排斥 异名磁极相互吸引
6.磁性材料
南极(S极)： 指地理南方的磁极
活动二：用小磁针探究磁体周围的磁场
没有接触，它 们之间为什么会有
相互作用？
磁场
怎样描述它的存在？
室外起风了，室内的你是如何判断风的方 向和强弱的？
磁场的使原来没有磁性的物体在磁体或电流的作用 下获得磁性的过程。
磁化的方法 • 接触或靠近磁体； • 用一个磁体在磁性物体上沿一个方向摩 擦，就可使这个物体变成磁体。
铁棒或其它 磁性物质
磁性材料
你还知道哪些？
磁现象
1.磁性：吸引铁、钴、镍等物质的性质
2.磁体：具有磁性的物体 北极(N极)： 指地理北方的磁极
磁体周围存在着磁场，磁场对放 入其中的磁体具有作用力
磁场是看不见摸不着的但却是真实存在
研究方法：转换法
活动二：用小磁针探究磁体周围的磁场 1.将条形磁铁放在小磁针的中间，观察小磁针指向的变化。
实验现象：不同位置的小磁针的N极指向是 不同的。
推理：磁场中各点的磁场方向是不同的。
活动二：用小磁针探究磁体周围的磁场
用小磁针虽然能表示出某一点的N极所指的 方向，但不足的是点与点间隔太大，要想精细 ，磁针还得小、多。
如何获得更多的小磁针？（利用铁屑）
在玻璃上均匀地撒些铁屑；每一个铁屑 在磁场中被磁化后，都是一个个小磁针；
轻敲玻璃片，使铁屑在振动中旋转。
高二物理竞赛 稳恒磁场(共68张)PPT课件
所 在 位 置 产 生 的 磁 感 应 强 度 (m agneticinductionintensity)。
这 样 一 来 ， d F 2 I 2 d l2 B 。
对 于 d F 2 I 2 d l 2 B ， 此 式 就 是 磁 感 应 强 度 的 定 义 式 。
dF2的大小为dF2 I2dl2Bsin,其中为B与电流元I2dl2之间 的夹角。当=0或时，dF2 0；=2时，dF2最大。
4.2 载流回路的磁场
4.2.1毕 奥 -萨 伐 尔 定 律 将毕奥-萨伐尔定律写成微分形式，则有
dB
0 4Idl er r2整个合回路产生的磁场是各电流元所产生的
元磁场的dB矢量叠加
dB沿 着 以 dl方 向 为 轴 线 的 圆 周 切 线 方 向 ，
或 者 说 在 每 个 垂 直 截 面 内 磁 感 应 线 是 围 绕
第四章 恒定磁场
4.1 磁的基本现象和基本规律
4.1.1 磁的基本现象 (1)磁铁的磁现象：同号的磁极互相排斥，异号的磁极互相吸引
磁铁天 人然 工磁 磁铁 铁 Fe3O4
指南
指北
(2)奥斯特的实验：
（3）磁铁对电流有作用力：
dFId lB
4.1.2 磁场 磁极或电流之间的相互作用是通过磁场来传递，磁极
0 4
I1I2dl2r1(22dl1e12)，整个回路L1对试探电流元I2dl2
的作用力dF2
0 4
(L1)
I1I2dl2
(dl1e12) r122
0 4
I2dl2
(L1)
I1dl1e12 r122
令 B40(L 1)I1dlr 1 1 2 2e12 ,称 其 为 闭 合 回 路 L 1 在 电 流 元 I2dl2
这 样 一 来 ， d F 2 I 2 d l2 B 。
对 于 d F 2 I 2 d l 2 B ， 此 式 就 是 磁 感 应 强 度 的 定 义 式 。
dF2的大小为dF2 I2dl2Bsin,其中为B与电流元I2dl2之间 的夹角。当=0或时，dF2 0；=2时，dF2最大。
4.2 载流回路的磁场
4.2.1毕 奥 -萨 伐 尔 定 律 将毕奥-萨伐尔定律写成微分形式，则有
dB
0 4Idl er r2整个合回路产生的磁场是各电流元所产生的
元磁场的dB矢量叠加
dB沿 着 以 dl方 向 为 轴 线 的 圆 周 切 线 方 向 ，
或 者 说 在 每 个 垂 直 截 面 内 磁 感 应 线 是 围 绕
第四章 恒定磁场
4.1 磁的基本现象和基本规律
4.1.1 磁的基本现象 (1)磁铁的磁现象：同号的磁极互相排斥，异号的磁极互相吸引
磁铁天 人然 工磁 磁铁 铁 Fe3O4
指南
指北
(2)奥斯特的实验：
（3）磁铁对电流有作用力：
dFId lB
4.1.2 磁场 磁极或电流之间的相互作用是通过磁场来传递，磁极
0 4
I1I2dl2r1(22dl1e12)，整个回路L1对试探电流元I2dl2
的作用力dF2
0 4
(L1)
I1I2dl2
(dl1e12) r122
0 4
I2dl2
(L1)
I1dl1e12 r122
令 B40(L 1)I1dlr 1 1 2 2e12 ,称 其 为 闭 合 回 路 L 1 在 电 流 元 I2dl2
高二物理竞赛有磁介质时磁场的计算PPT(课件)
m
0
1
496
例 一细螺绕环，它由表面绝缘的导线在铁环上
12
密绕而成，每厘米绕10匝。I=2A时，测得环内
B为1.0T，则铁环的相对磁导率r为
(A)796 增加的角速度和磁矩为： (B)398 (C)199 (D)63.3
选取合适的积分环路，使H从积分号提出来；
(A)796 (B)398 (C)199 (D)63. 磁化强度与磁化电流的关系 根据B与H的关系求B。 磁化强度 M 沿闭合回路的线积分等于该回路包围的磁化电流代数和。 分析：H→B→Φ→μ→ 例 同轴电缆由一导体圆柱(半径为a)和同轴导体园管(内外半径为b、c)构成，二者之间充满 磁介质，电流I从导体圆柱流去，从导体管流回，求磁感应强度分布。 恰好可以由库仑力和洛伦兹力的合力提供，故电子维持原有轨道，但速率增加。 磁化强度与磁化电流的关系 匀速缓慢增加与原角动量同向的磁场，产生的感生电场加速电子： 分析：H→B→Φ→μ→ －－有介质时的高斯定律 恰好可以由库仑力和洛伦兹力的合力提供，故电子维持原有轨道，但速率增加。 例 同轴电缆由一导体圆柱(半径为a)和同轴导体园管(内外半径为b、c)构成，二者之间充满 磁介质，电流I从导体圆柱流去，从导体管流回，求磁感应强度分布。
r
r
r
FC e v0 v B
FC FL
恰好可以由库仑力和洛伦兹力的合力提供，
故电子维持原有轨道，但速率增加。
4
增加的角速度和磁矩为：
e B
当磁化强度与介质表面不平行时 根据B与H的关系求B。
2m
选取合适的积分环路，使H从积分号提出来； 增加的角速度和磁矩为：
2
er 磁化强度 M 沿闭合回路的线积分等于该回路包围的磁化电流代数和。
2020年高中物理竞赛辅导课件★★磁场的能量(PPT)
I
不变。（单位长度上的自感
L
0
ln
d a
）
求：（1）当d→d’时，磁力做的功。 I
（2）磁能改变多少？增加？ 减少？说明能量来源？
I I
解：（1）根据
F
L
0
Idl
B
单位长度受力
F
IlB
I
0 I 2 r
A
d
d
F
dr
d
d
0I 2 2 r
dr
0I 2 2
ln
d d
>
0
r F
d d'
48
（2）磁能改变多少？
以热能形式散发：
Q
Ri 2dt
R( I
2e
2
R L
t
)dt
RI 2
e
2
R L
t
dt
0
1 LI 2 2
L R
i
i
R
e
Rt
L
42
二、磁能与磁能密度
由上可知，通有电流 I 的自感线圈中储能： W 1 LI 2 2
那么,Wm→磁场（ B、 H）,如何联系？
以长直螺线管为例
我们已知长直螺线管的自感为
在回路2的磁场储存的能量为
21
M21
di2 dt
W2
1 2
L2 I22
但此过程在回路1中产生了互感电动势
46
W1
1 2
L1I12
W2
1 2
L2 I22
21
M21
di2 dt
为保持I1不变,回路1的电源 要克服这个电动势作功:
12
A
21dq
磁场PPT课件
磁场PPT课件
目录 Contents
• 磁场的基本概念 • 磁场的影响因素 • 磁场的应用 • 磁场与现代科技 • 磁场的未来发展
01
磁场的基本概念
磁场的定义
总结词
描述磁场的基本含义
详细描述
磁场是由磁体或电流产生的一种物理场，它对处于其中的磁体或电流产生力的 作用。
磁场的性质
总结词
阐述磁场的特性
磁场的未来发展
磁场的理论研究
01
深入探索磁场的基本性质
随着科学技术的发展，人们对磁场的基本性质有了更深入的理解，包括
磁场产生的原因、磁场对物质的作用机制等。未来，科学家们将继续深
入研究磁场的基本理论，以揭示更多隐藏的奥秘。
02
磁场与量子力学的研究
量子力学与磁场有着密切的联系，许多物理现象和实验都需要在强磁场
磁场对电磁波的影响
03
磁场可以影响电磁波的传播方向和速度，因此在一些科技领域
中需要考虑到磁场的影响。
磁场与量子力学
量子力学的基本概念
量子力学是描述微观粒子运动规律的物理学分支。
磁场对量子力学的影响
磁场对微观粒子的运动状态有重要影响，可以改变粒子的能量和运 动轨迹。
磁场在量子计算中的应用
磁场在量子计算中具有重要作用，如量子比特的排列和操作等。
磁场在医学领域的应用
磁场对人体具有一定的生物效应，因此在医学领域具有广泛的应用前景。未来，人们将进一步研究磁场在医学领域的 应用，如磁场对人体的生理影响、磁场在疾病诊断和治疗中的作用等。
磁场在材料科学领域的应用
磁场对物质的性质和结构具有显著的影响，因此在材料科学领域具有广泛的应用前景。未来，人们将进 一步研究磁场在材料科学领域的应用，如利用磁场改变材料的性质和结构、利用磁场进行材料的制备和 加工等。
目录 Contents
• 磁场的基本概念 • 磁场的影响因素 • 磁场的应用 • 磁场与现代科技 • 磁场的未来发展
01
磁场的基本概念
磁场的定义
总结词
描述磁场的基本含义
详细描述
磁场是由磁体或电流产生的一种物理场，它对处于其中的磁体或电流产生力的 作用。
磁场的性质
总结词
阐述磁场的特性
磁场的未来发展
磁场的理论研究
01
深入探索磁场的基本性质
随着科学技术的发展，人们对磁场的基本性质有了更深入的理解，包括
磁场产生的原因、磁场对物质的作用机制等。未来，科学家们将继续深
入研究磁场的基本理论，以揭示更多隐藏的奥秘。
02
磁场与量子力学的研究
量子力学与磁场有着密切的联系，许多物理现象和实验都需要在强磁场
磁场对电磁波的影响
03
磁场可以影响电磁波的传播方向和速度，因此在一些科技领域
中需要考虑到磁场的影响。
磁场与量子力学
量子力学的基本概念
量子力学是描述微观粒子运动规律的物理学分支。
磁场对量子力学的影响
磁场对微观粒子的运动状态有重要影响，可以改变粒子的能量和运 动轨迹。
磁场在量子计算中的应用
磁场在量子计算中具有重要作用，如量子比特的排列和操作等。
磁场在医学领域的应用
磁场对人体具有一定的生物效应，因此在医学领域具有广泛的应用前景。未来，人们将进一步研究磁场在医学领域的 应用，如磁场对人体的生理影响、磁场在疾病诊断和治疗中的作用等。
磁场在材料科学领域的应用
磁场对物质的性质和结构具有显著的影响，因此在材料科学领域具有广泛的应用前景。未来，人们将进 一步研究磁场在材料科学领域的应用，如利用磁场改变材料的性质和结构、利用磁场进行材料的制备和 加工等。
高二物理竞赛课件：恒定磁场和磁感应强度
地球是一个巨大的 永磁体。
3. 磁性起源于电荷的运动
安培电流分子(molecular current) 假说(1822年)： ➢ 一切磁现象起源于电荷的运动。 ➢ 磁性物质的分子中存在着分子电流，每个分子电 流相当于一基元磁体。 ➢ 物质的磁性取决于内部分子电流对外界磁效应 (magnetic effect)的总和。 ➢ 说明了磁极不能单独存在的原因。
B 0I
2πa
I
2
a
O
P
B
1
I
(2) “半无限长”载流导线
1= /2 , 2 =
B 0I
4πa
(3) P点在导线的延长线上
a B
B= 0
例7-2. 载流圆线圈半径为R，电流强度为 I。求轴线上
距圆心O为x处P点的磁感强度。 解：在圆电流上取电流元 Idl
Idl
R
r
dB
dB
0Idl sin 90
恒定磁场和磁感应强度
一、磁的基本现象 1. 磁铁的磁性(magnetism) 磁性：能吸引铁、钴、镍 等物质的性质。
磁极(pole)：磁性最强的区域， 分磁北极N和磁南极S。
S
N
磁极不能单独存在。
司南勺
磁力(magnetic force)：磁极间存在相互作用，同号 相斥，异号相吸。
11.5 磁偏角
Idl
O
2
ar
P
r dB
Idl
B
dB
L
0 Idl
4π
sin
r2
1
统一变量: l acot
dl
a d sin2
r a
sin
B 0I 4πa
高三物理竞赛 第三章稳恒磁场 (共64张PPT)
r
0 4k 4 10 7 T m A-1
dB
0 4
Idl sin
r2
由矢量乘积法则：
| AB || A || B | sin
毕萨定律
dB
0 4
Id l r r3
方向：从dl 右旋 到 r ,大拇指指向。
顺序不能错。
dB 的方向垂 直于 dl和 r 所形 成的平面。
Id l P
r dB
第三章 稳恒磁场
§1 基本磁现象 §2 磁场 磁感强度 §3毕－萨定律 §4磁力线、磁通量、磁场的高斯定理 §5 安培环路定理及应用 §6运动电荷的磁场 §7磁场对载流导线的作用
§1 基本磁现象
1.磁性 物体具有吸引铁、钴、镍的性质。
2.磁极
南极（S极）、北极（N极）
北极 N
S 南极
同性磁极相斥,异性磁极相吸。
I1dl R2
0 I1L1 4R 2
B 方向：
I2电流在O点的磁场：
E
A
I1
c o I2 D
R
B F
B2
L2
0
0 4
I 2dl R2
0 I 2L2 4R 2
B 方向：
由电阻定理知,ACB和ADB的
电阻 R1 和 R2与其长度 L1 和 L2
E A
间有
I1
c o I2 D
R1 L1
R B
R2 L2
b
B1、B2 分别为带电的大
o
半圆线圈和小半圆线圈
a
转动产生的磁感应强度，
B3为带电线段b－a转动产生的磁感应强
度.
1
b , 2
B1
01
2b
0b 2b 2
0 4k 4 10 7 T m A-1
dB
0 4
Idl sin
r2
由矢量乘积法则：
| AB || A || B | sin
毕萨定律
dB
0 4
Id l r r3
方向：从dl 右旋 到 r ,大拇指指向。
顺序不能错。
dB 的方向垂 直于 dl和 r 所形 成的平面。
Id l P
r dB
第三章 稳恒磁场
§1 基本磁现象 §2 磁场 磁感强度 §3毕－萨定律 §4磁力线、磁通量、磁场的高斯定理 §5 安培环路定理及应用 §6运动电荷的磁场 §7磁场对载流导线的作用
§1 基本磁现象
1.磁性 物体具有吸引铁、钴、镍的性质。
2.磁极
南极（S极）、北极（N极）
北极 N
S 南极
同性磁极相斥,异性磁极相吸。
I1dl R2
0 I1L1 4R 2
B 方向：
I2电流在O点的磁场：
E
A
I1
c o I2 D
R
B F
B2
L2
0
0 4
I 2dl R2
0 I 2L2 4R 2
B 方向：
由电阻定理知,ACB和ADB的
电阻 R1 和 R2与其长度 L1 和 L2
E A
间有
I1
c o I2 D
R1 L1
R B
R2 L2
b
B1、B2 分别为带电的大
o
半圆线圈和小半圆线圈
a
转动产生的磁感应强度，
B3为带电线段b－a转动产生的磁感应强
度.
1
b , 2
B1
01
2b
0b 2b 2
第2节磁场优质课件PPT
2021/02/01
12
磁场
是否客 观存在
客观存在。
磁感线 不存在。
方向
小磁针在磁场中某点 磁体外从N极到S极，
静止时N极所指的方 磁感线上某点的切线方
向。
向表示该点的磁场方向。
磁性强 弱
磁体外越靠近磁极磁 场越强。
磁体外越靠近磁极处磁 感线越密，磁感线越密， 表示磁场越强。
2021/02/01
13
北师大版八年级物理第十四章第二节
磁场
2021/02/01
1
1、 许多鸟都有辨别方向的本领，其中信 鸽的这种本领尤其突出。但科学家做了这 样一个实验：把磁铁绑在许多鸽子身上， 这一来，它们在阴天时飞上天空后，显得 无比惊慌，向四面八方乱飞开去，不能返 回家园。和这些鸽子相对照，另一些鸽子 绑上了铜棒，这群鸽子则平安地返回家园。 这是为什么呢？鸽子是靠什么辨别XXX 汇报日期：20XX年XX月XX日
感谢您的观看！本教学内容具有更强的时代性和丰富性，更适合学习需要和特点。为了 方便学习和使用，本文档的下载后可以随意修改，调整和打印。欢迎下载！
2021/02/01
18
9
条形磁体和蹄形磁体周围的磁感线
2021/02/01
10
异名磁极的磁场
同名磁极的磁场
2021/02/01
11
磁感线的特点：
1、磁感线是假想曲线，没有画磁感线的地方 并不是没有磁场。 2、磁感线是闭合的曲线，磁体外的磁感线都 是从N极出来， 回到S极，磁体内从S极到N 极。 3、越靠近磁极的磁感线越密。 4、磁感线是立体分布的，而不仅在一个平面 内。 5、没有相交的磁感线。
2021/02/01
16
1、巩固基础： 课本P 114 作业4。 2、探究作业：
磁场课件(高中物理)
安培环路定理的应用
安培环路定理揭示了磁场与电流之间的内在联系 ，可用于求解复杂电流分布产生的磁场。
3
带电粒子在复合场中的运动分析
当带电粒子同时处于电场和磁场中时，其运动情 况变得复杂，需综合考虑电场力、洛伦兹力等因 素进行分析。
高考命题趋势预测和备考建议
命题趋势预测
结合实际问题考查磁场的基本概念和性质。
磁场课件(高中物理)
contents
目录
• 磁场基本概念与性质 • 洛伦兹力与安培定律 • 带电粒子在匀强磁场中运动规律 • 电磁感应现象及其规律 • 交流电产生、描述和应用 • 总结回顾与拓展延伸
01
磁场基本概念与性质
磁场定义及来源
磁场定义
存在于磁体周围的特殊物质，对 放入其中的磁体产生磁力作用。
规定小磁针静止时N极所指的方向为 该点的磁场方向。
磁场强度
用磁感应强度B表示，单位特斯拉(T) ，描述磁场强弱和方向的物理量。
常见磁场类型及特点
01
02
03
04
匀强磁场
磁场强弱和方向处处相同的磁 场，如长直导线周围的磁场。
点电荷的磁场
由静止点电荷产生的磁场，呈 放射状分布。
电流元周围的磁场
由电流元（即短直线电流）产 生的磁场，可用毕奥-萨伐尔
典型例题解析
01
02
03
04
05
例题一：一质量为m、 电荷量为q的带正电粒子 以速度v从O点沿垂直于 磁场方向射入磁感强度 为B的匀强磁场中，已知 它运动过程中受到的阻 力大小恒为f，若测得它 离开磁场时的动能为刚 射入时的4/5倍．求
(1) 粒子在磁场中运动的 半径r；
(2) 阻力f对粒子做的功 ；
安培环路定理揭示了磁场与电流之间的内在联系 ，可用于求解复杂电流分布产生的磁场。
3
带电粒子在复合场中的运动分析
当带电粒子同时处于电场和磁场中时，其运动情 况变得复杂，需综合考虑电场力、洛伦兹力等因 素进行分析。
高考命题趋势预测和备考建议
命题趋势预测
结合实际问题考查磁场的基本概念和性质。
磁场课件(高中物理)
contents
目录
• 磁场基本概念与性质 • 洛伦兹力与安培定律 • 带电粒子在匀强磁场中运动规律 • 电磁感应现象及其规律 • 交流电产生、描述和应用 • 总结回顾与拓展延伸
01
磁场基本概念与性质
磁场定义及来源
磁场定义
存在于磁体周围的特殊物质，对 放入其中的磁体产生磁力作用。
规定小磁针静止时N极所指的方向为 该点的磁场方向。
磁场强度
用磁感应强度B表示，单位特斯拉(T) ，描述磁场强弱和方向的物理量。
常见磁场类型及特点
01
02
03
04
匀强磁场
磁场强弱和方向处处相同的磁 场，如长直导线周围的磁场。
点电荷的磁场
由静止点电荷产生的磁场，呈 放射状分布。
电流元周围的磁场
由电流元（即短直线电流）产 生的磁场，可用毕奥-萨伐尔
典型例题解析
01
02
03
04
05
例题一：一质量为m、 电荷量为q的带正电粒子 以速度v从O点沿垂直于 磁场方向射入磁感强度 为B的匀强磁场中，已知 它运动过程中受到的阻 力大小恒为f，若测得它 离开磁场时的动能为刚 射入时的4/5倍．求
(1) 粒子在磁场中运动的 半径r；
(2) 阻力f对粒子做的功 ；
高二物理竞赛磁力PPT(课件)
• 磁场对运动电荷有磁场力作用。 磁场对电流（运动电荷）的作用？
讨论均匀磁场对运动电荷、载流导线、载流线圈的作用规律。 实验：电荷受磁场作用。 当正离子从S中射出时，左D盒为负极，使粒子加速进入D盒，D盒内只有磁场，粒子做圆周运动，从D盒从来后，右D盒正好为负极，使粒子加速进入右D盒，粒子做半径较大的圆 周运动，被多次加速的粒子的螺旋轨道逐渐趋于D盒的边缘，在达到预期的速率后，用带负电的偏转板将高速粒子引出。 从运动电荷受磁力角度引入描述磁场的物理量－磁感应强度矢量 通过霍尔系数K的测定，确定导体内载流子的浓度 磁场对运动电荷有磁场力作用。 指向 较弱方向的分量 磁场对电流（运动电荷）的作用？ 指向 较弱方向的分量 单位: 特斯拉 T ( 1 T = 10 4 G ) 应用：磁瓶——受控热核反应 以v=E/B进入B0的离子的轨道R满足
(3)普遍洛伦兹力公式 指向 较弱方向的分量
以v=E/B进入B0的离子的轨道R满足
根据K的正负号，判断半导体的导电类型。
稳恒磁场及其基本规律
III.有磁介质的稳恒磁场
IV.磁路
2
磁力
3
从运动电荷受磁力角度引入描述 磁场的物理量－磁感应强度矢量 讨论均匀磁场对运动电荷、载流 导线、载流线圈的作用规律。
带电粒子的动能
EK
q2 2m
B2R2
应用3－霍 尔效应
13
——若B I ,则导体的
b
上下面之间会出现电势差
U
。 通过测霍尔电压确定磁场B。
实验规律 洛仑兹力－磁场对运动电
根据K的正负号，判断半导体的导电类型。
磁场对电流（运动电荷）的作用？
UH
K
IB b
霍尔效应的理论解释 指向 较弱方向的分量
讨论均匀磁场对运动电荷、载流导线、载流线圈的作用规律。 实验：电荷受磁场作用。 当正离子从S中射出时，左D盒为负极，使粒子加速进入D盒，D盒内只有磁场，粒子做圆周运动，从D盒从来后，右D盒正好为负极，使粒子加速进入右D盒，粒子做半径较大的圆 周运动，被多次加速的粒子的螺旋轨道逐渐趋于D盒的边缘，在达到预期的速率后，用带负电的偏转板将高速粒子引出。 从运动电荷受磁力角度引入描述磁场的物理量－磁感应强度矢量 通过霍尔系数K的测定，确定导体内载流子的浓度 磁场对运动电荷有磁场力作用。 指向 较弱方向的分量 磁场对电流（运动电荷）的作用？ 指向 较弱方向的分量 单位: 特斯拉 T ( 1 T = 10 4 G ) 应用：磁瓶——受控热核反应 以v=E/B进入B0的离子的轨道R满足
(3)普遍洛伦兹力公式 指向 较弱方向的分量
以v=E/B进入B0的离子的轨道R满足
根据K的正负号，判断半导体的导电类型。
稳恒磁场及其基本规律
III.有磁介质的稳恒磁场
IV.磁路
2
磁力
3
从运动电荷受磁力角度引入描述 磁场的物理量－磁感应强度矢量 讨论均匀磁场对运动电荷、载流 导线、载流线圈的作用规律。
带电粒子的动能
EK
q2 2m
B2R2
应用3－霍 尔效应
13
——若B I ,则导体的
b
上下面之间会出现电势差
U
。 通过测霍尔电压确定磁场B。
实验规律 洛仑兹力－磁场对运动电
根据K的正负号，判断半导体的导电类型。
磁场对电流（运动电荷）的作用？
UH
K
IB b
霍尔效应的理论解释 指向 较弱方向的分量
高中物理竞赛课件：磁场
mv 0
;T动(类斜抛)
qE
匀速圆运动与匀速直线运动合成
(轨迹为等距螺旋线)
a m
a qv0 B sin ; R mv0 sin ;
m
qB
v0 θ q,m
E
h
2 m
qB
v0
cos
v0
B
q,m θ
第二讲 典型例题解析
【例题1】两根无限长的平行直导线a、b相 距40cm，通过电流的大小都是3.0A，方向 相反。试求位于两根导线之间且在两导线 所在平面内的、与a导线相距10cm的P点的 磁感强度。
：结位B*长论毕=度萨：螺2定Bπ线律=管k应2n的用π(IR匝在2k。数毕环I。r萨其形2)3定电/中2律流R2应垂n 直用中在心“；轴无2线限上a长2的”结x直2论导2：线B =的2 *毕萨定律应用在*“毕无(萨R限2定长律r”2应)3螺/用2 线在管环内形部电的流结垂论直：中B 心=
量为q、速率为v的正离子，在离子源的右侧有一半径为R的圆屏，离子源在其轴线
（1）要电子能到达挡板，
其发射速度至少应为多大？
（2）若发射速率为eBL ，则 电子击打在挡板上的m范围怎 S 样？
解】第一问，电子能击打到挡板的临界情
形是轨迹与挡板相切，此时
rmin
=
L 2
在第二问中，先求得r =
L ，在考查各种方向的初
速所对应的轨迹与挡板相
交的“最远”点。值得注
意的是，O点上方的最远点
几种情形的讨论——
⑴增加匝数至N ，则 M = NBIS ； ⑵转轴平移，结论不变； ⑶线圈形状改变，结论不变；
⑷磁场平行线圈平面相对原磁场方向旋转α角， 则M = NBIScosα ，如图9-3；
高三物理-磁场(获奖课件).ppt
• *安培定则：对直导线四指指磁感线方向； 对环行电流大拇指指中心轴线上的磁感 线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管 内部的磁感线方向。 • 5. 磁感应强度： B=F/IL （条件是匀强磁 场，或ΔL很小，并且L⊥B）。 • *磁感应强度是矢量。单位是特斯拉，符 号为T，1T=1N/Am=1kg/As2
• 例5、如图所示，固定的直导线Ｃ通有从 内向外的电流Ｉ，在它的上面有一条通 以向左电流的可自由运动的导线ＡＢ， 则俯视看时 • Ａ.ＡＢ顺时针方向转动，同时离开Ｃ； • Ｂ.ＡＢ顺时针方向转动，同时靠近Ｃ； • Ｃ.ＡＢ逆时针方向转动，同时离开Ｃ； Ｄ.ＡＢ逆时针方向转动，同时靠近Ｃ。
）
例2.十九世纪二十年代, 以塞贝克(数学家) 为代表的科学家已认识到: 温度差会引起电 流, 安培考虑到地球自转造成了太阳照射后 正面与背面的温度差, 从而提出如下假设: 地球磁场是由绕地球的环形电流引起的, 则 该假设中的电流方向是 A.由西向东垂直磁子午线 B.由东向西垂直磁子午线 C.由南向北沿磁子午线 D.由赤道向两极沿磁子午线方向
E
O
图12
解析：（1）带电粒子在电场中加速，由动能定理，可得： 1 qEL mV2 2 V2 BqV m R 带电粒子在磁场中偏转，由牛顿第二定律，可得：
R 1 2mEL B q
由以上两式，可得
。
可见在两磁场区粒子运动半径相同，如图13所示，三段 1 6 mEL d R sin 60 圆弧的圆心组成的三角形 Δ0 O 1O2O3是等边三角形，其边 2 B q 长为2R。所以中间磁场区域的宽度为 2 V 2 mV 2 mL O t 2 （2）在电场中 1 a qE 60 qE
2
设粒子做匀速圆周运动的半径为R，由洛伦兹力公式和 牛顿第二定律，有 V2
高二物理竞赛磁场的能量磁场能量密度PPT(课件)
两边同时对时间进行积分
电源克服自感电动势所做的功
同时为维持I10不变，I10要克服
作功
按照磁场的近距作用观点，磁能也是定域在磁场中的。
dW 1 m 2）维持线圈“1”中电流不变，让线圈“2”中电
在已知自感系数的情况下，应用第一种公式计算较为简单。
w B H m 显然：互感电路中的磁能是克服自感电动势及互感电动势作功的过程中建立的。
S I
磁场能量只能反映空间体积 V 内的总能量，不能反
映磁场的能量分布情况。须引入描写磁场分布的物理
量----能量密度。
能量密度wm（单位体积内的磁场能量）：
wm
Wm V体
B2 2
1 H 2 1 BH
2
2
wm
Wm V体
12 – 5 磁场的能量 磁场能量密度 第十二章电磁感应 电磁场
wm2B2 12H2
说明：载流线圈的磁场能量可以用公式
， 也可以用磁场能量密度公式对空间求积分计算。
2）维持线圈“1”中电流不变，让线圈“2”中电
能量密度wm（单位体积内载流长直螺线管为例：
1）线圈“2”开路，让线圈“1”中电流由0
i 2）维持线圈“1”中电流不变，让线圈“2”中电
12 – 5 磁场的能量 磁场能量密度 第十二章电磁感应 电磁场
三、互感磁能
初始状态：
L1 M L2
I1 0 I2 0
电源克服自感电动势所做的功
显然：互感电路中的磁能是克服自感电动势及互感电动势作功的过程中建立的。
1）线圈“2”开路，让线圈“1”中电流由0
稳定状态： 显然：互感电路中的磁能是克服自感电动势及互感电动势作功的过程中建立的。
若电流衰减过程
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I
6 10
专题21-例4 一N匝密绕的螺线管长L，半径r，且L >> r．当通有
恒定电流I时，试求作用在长螺线管侧面上的压强p ．
解:解题方向: 求出电流元所处磁场磁感 应强度,即可求安培力及其对螺线管
Fi
侧面压强
电流元所在处磁场设为B其它;
B其余 Bi
Bi
电流元内侧有
B B其余 Bi B I
dB 只有x，y方向上的分量
B dB
dx I
2b
o
r
d
r
dB
P
dB
y
x
iˆ
dB x
ˆj
dB y
dx
由于铜片对y 轴对称，所有长条电流的
dB
dBy
dB
x
dB 分量的代数和等于零 y
dB y
B
iˆ
dB x
dI I dx dB 0dI
x
2b
2r
I
n 1
2
a
P
变式训练
电流为I的一无限长直导线在C点被折成60°角，若用同样导 线将A,B两点连接，且AB=BC=L，求三角形中心点O的磁感 应强度。
变式训练
从无限远来的直电流从A点流入正方形导体框，又从B点沿 直线流向无限远。若正方形边长为l，且导体粗细均匀，流 入的总电流强度为I。求正方形中心O处的磁感应强度。
电流元外侧有
0 B其余 Bi
B其余
B 2 Fi Fi
0BrIN2lI 2
2nL
P Fi 0 N 2 I 2
L 2 r
2L2
0
N L
I
N 2 r
n
如图，在半径为R的圆周上沿诸大圆绕有细导线，
诸导线相交于同一直径AB的两端，共有六个线圈，每相邻两线圈平
面的夹角均为30°，导线上流过电流I，求在木球球心O处磁感应强
取元电流
I l
2 a
I
n
B
lim
n
i
n 1
k
2 a
n a2
I
2 I
k a
0I
2a
a
I BO
2 a
n k
B lim
n i1
n r2
I
sin
k2 aI
a
a2 x2 a2 x2
0 IS
3
2 a2 x2 2
r
P
0
I0
b cos i
cos
i
B lim n 0 I 0 I
b n
0 i0
B1 B2 BO 0
专题21-例2 如图所示，一恒定电流沿着一个长度为L，半径为R
的螺线管流过，在螺线管内部产生了磁感应强度大小为B0的磁场， 试求线圈末端即图中P点的磁感应强度及以P为中心的半径为R的圆
上的磁通量 ．
解:
解题方向: 变端
P
B0
点为无限长通电
螺线管内部!
B B0 0nI
专题21-例1 两根长直导线沿半径方向引到铁环上A、B两点，并
与很远的电源相连，如图所示,求环中心的磁感应强度．
解:解题方向: 两电流在
优弧与劣弧段电流与电
B
阻成反比,即
I1 L2 I2 L1
由毕萨拉定律知,两弧上电流在O点引起的磁场磁感应
强度大小关系为:
B1 I1L1 B2 I2 L2
解： 每个长条所载电流为 dI I dx
2b
此磁长感条应在强度P点为产生d的B
方向如图：
dx I
整个薄铜片在P点产生
2b
磁场的磁感应强度
dB 只有x，y方向上的分量
x
z
dB
o
r
d
Py
B dB
建立如图坐标系
dI I dx dB 0dI x
2b
2r
dB
z
dB
B
iˆ
dBx
x
o
iˆ dBcos
dx I
2b
iˆ
0I 4b
cos r
dx
z
dB x
dB
r
dB y
d Py
cos d r
r2 x2 d2
iˆ
b 0I b 4b
d x2 d2
dx
0 I arctg 2b iˆ
2b
d
有一个宽为b、无限长薄铜片，通有电流I0．求铜片 中心线正上方h（b h ）处的P点的磁感应强度 ．
解: 取元线电流,对P张角为 2n
第i对元线电流之一在P处的磁感应强度
Bi
0 Ii 2 ri
Bi
P i h
Bi
I0 Bi
0 I0h tani tani 1 cosi
0 I0
2 bcosi
2 bh
第i对元线电流在P处的磁感应强度 Bi
BP
B0 2
P
B0 2
R2
专题21-例由3 相同导线构成的立方形框架如图所示，让电流I从顶
点A流入、B流出，求立方形框架的几何中心O处的磁感应强度．
解: 解题方向: 利用对称 性及磁场叠加!
BO 0
7I
6
8
I
96
I
16
I
3I
32
I
A
I3
3
6
I 3
O
I
11 6
I 6
B
5
I 3I
34
12
r2
k
0
4
0 4 107 N/A2
B
k
I l sin
r2
示例
2n
i
2
i
2n
由毕萨拉定律,距无限长直线电流a处磁感应强度 i
其中BBi Blk2k2Iakaark2caIikIo0alIctnslnIaaloric2imisncsa2mIoionsisii2iinnia1ii1csoa2isnsinc2ccioo2toasssnsaiiiinin2112sinco2s
度的大小与方向 ．
解: B1 B2
0 I
2R
A O
BO 4Bi cos15
30
B
4 0 I 6 2
2R 4
6 2 0 I
2R
B2 B1 B3
1 B4
O
2 B5
B6
6
3
5
45
宽度为2b 的无限长薄铜片，通有强度为I
dB 0dI 2r
的稳恒电流。求铜片中心线正上方P点的磁感应强度
磁感应强度的方向
dB方向总垂直于Idl和 r构成的平面，且构成右手 螺旋系。
叉积运算：若两个矢量（数学上
称向量）叉乘A×B=C，则矢量C
的方向满足右手螺旋法则。伸出
右手，四指弯曲，四指与A旋转
到B方向一致，那么大拇指指向
为C向量的方向。
B
Idl
♠ 电流元引起的磁场的毕萨拉定律
F
k
I1l I2l
6 10
专题21-例4 一N匝密绕的螺线管长L，半径r，且L >> r．当通有
恒定电流I时，试求作用在长螺线管侧面上的压强p ．
解:解题方向: 求出电流元所处磁场磁感 应强度,即可求安培力及其对螺线管
Fi
侧面压强
电流元所在处磁场设为B其它;
B其余 Bi
Bi
电流元内侧有
B B其余 Bi B I
dB 只有x，y方向上的分量
B dB
dx I
2b
o
r
d
r
dB
P
dB
y
x
iˆ
dB x
ˆj
dB y
dx
由于铜片对y 轴对称，所有长条电流的
dB
dBy
dB
x
dB 分量的代数和等于零 y
dB y
B
iˆ
dB x
dI I dx dB 0dI
x
2b
2r
I
n 1
2
a
P
变式训练
电流为I的一无限长直导线在C点被折成60°角，若用同样导 线将A,B两点连接，且AB=BC=L，求三角形中心点O的磁感 应强度。
变式训练
从无限远来的直电流从A点流入正方形导体框，又从B点沿 直线流向无限远。若正方形边长为l，且导体粗细均匀，流 入的总电流强度为I。求正方形中心O处的磁感应强度。
电流元外侧有
0 B其余 Bi
B其余
B 2 Fi Fi
0BrIN2lI 2
2nL
P Fi 0 N 2 I 2
L 2 r
2L2
0
N L
I
N 2 r
n
如图，在半径为R的圆周上沿诸大圆绕有细导线，
诸导线相交于同一直径AB的两端，共有六个线圈，每相邻两线圈平
面的夹角均为30°，导线上流过电流I，求在木球球心O处磁感应强
取元电流
I l
2 a
I
n
B
lim
n
i
n 1
k
2 a
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I
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I
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r
P
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I0
b cos i
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i
B lim n 0 I 0 I
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B1 B2 BO 0
专题21-例2 如图所示，一恒定电流沿着一个长度为L，半径为R
的螺线管流过，在螺线管内部产生了磁感应强度大小为B0的磁场， 试求线圈末端即图中P点的磁感应强度及以P为中心的半径为R的圆
上的磁通量 ．
解:
解题方向: 变端
P
B0
点为无限长通电
螺线管内部!
B B0 0nI
专题21-例1 两根长直导线沿半径方向引到铁环上A、B两点，并
与很远的电源相连，如图所示,求环中心的磁感应强度．
解:解题方向: 两电流在
优弧与劣弧段电流与电
B
阻成反比,即
I1 L2 I2 L1
由毕萨拉定律知,两弧上电流在O点引起的磁场磁感应
强度大小关系为:
B1 I1L1 B2 I2 L2
解： 每个长条所载电流为 dI I dx
2b
此磁长感条应在强度P点为产生d的B
方向如图：
dx I
整个薄铜片在P点产生
2b
磁场的磁感应强度
dB 只有x，y方向上的分量
x
z
dB
o
r
d
Py
B dB
建立如图坐标系
dI I dx dB 0dI x
2b
2r
dB
z
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B
iˆ
dBx
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o
iˆ dBcos
dx I
2b
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0I 4b
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dB x
dB
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dB y
d Py
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r2 x2 d2
iˆ
b 0I b 4b
d x2 d2
dx
0 I arctg 2b iˆ
2b
d
有一个宽为b、无限长薄铜片，通有电流I0．求铜片 中心线正上方h（b h ）处的P点的磁感应强度 ．
解: 取元线电流,对P张角为 2n
第i对元线电流之一在P处的磁感应强度
Bi
0 Ii 2 ri
Bi
P i h
Bi
I0 Bi
0 I0h tani tani 1 cosi
0 I0
2 bcosi
2 bh
第i对元线电流在P处的磁感应强度 Bi
BP
B0 2
P
B0 2
R2
专题21-例由3 相同导线构成的立方形框架如图所示，让电流I从顶
点A流入、B流出，求立方形框架的几何中心O处的磁感应强度．
解: 解题方向: 利用对称 性及磁场叠加!
BO 0
7I
6
8
I
96
I
16
I
3I
32
I
A
I3
3
6
I 3
O
I
11 6
I 6
B
5
I 3I
34
12
r2
k
0
4
0 4 107 N/A2
B
k
I l sin
r2
示例
2n
i
2
i
2n
由毕萨拉定律,距无限长直线电流a处磁感应强度 i
其中BBi Blk2k2Iakaark2caIikIo0alIctnslnIaaloric2imisncsa2mIoionsisii2iinnia1ii1csoa2isnsinc2ccioo2toasssnsaiiiinin2112sinco2s
度的大小与方向 ．
解: B1 B2
0 I
2R
A O
BO 4Bi cos15
30
B
4 0 I 6 2
2R 4
6 2 0 I
2R
B2 B1 B3
1 B4
O
2 B5
B6
6
3
5
45
宽度为2b 的无限长薄铜片，通有强度为I
dB 0dI 2r
的稳恒电流。求铜片中心线正上方P点的磁感应强度
磁感应强度的方向
dB方向总垂直于Idl和 r构成的平面，且构成右手 螺旋系。
叉积运算：若两个矢量（数学上
称向量）叉乘A×B=C，则矢量C
的方向满足右手螺旋法则。伸出
右手，四指弯曲，四指与A旋转
到B方向一致，那么大拇指指向
为C向量的方向。
B
Idl
♠ 电流元引起的磁场的毕萨拉定律
F
k
I1l I2l