磁场强度.ppt
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第三章磁场及电磁感应-PPT
一、铁磁物质得磁化 二、铁磁材料分类
第四节 铁磁性物质
生活中使用螺丝刀拧螺钉时,螺丝刀上得螺钉很容 易掉下来。这时只需把螺丝刀放在磁铁(如音箱扬声器) 上摩擦几下就可以把螺丝吸起来。但就是当拿磁铁去 吸铜钥匙时,无论如何铜钥匙根本就吸不起来,您知道产 生这些现象得原因吗？
一、铁磁物质得磁化 1、物质分类 根据磁导率得大小不同,可将物质分成三类:略大于1 得物质称为顺磁物质,如空气、铝、锡等;略小于l得物 质称为反磁物质,如氢、铜、石墨等;顺磁物质与反磁物 质统称为非铁磁物质。远大于1得物质称为铁磁性物质, 如铁、钴、镍、硅钢、铁氧体等。
第一节 磁场
在磁场中可以利用磁感
线(也称为磁力线)来形象地表 示各点得磁场方向。所谓磁 感线,就就是在磁场中画出得 一些曲线,曲线得疏密程度表 示磁场得强弱;曲线上每一点 得切线方向,都跟该点得磁场 方向相同,如右图所示。
磁感线及磁场方向
若磁体周围磁场得强弱相等、方 向相同,我们把它定义匀强磁场,如右 图所示。
罗盘
第一节 磁场
一、磁场 1、磁体 某些物体具有吸引铁、钴、镍 等物质得性质叫磁性。具有磁性得 物体叫磁体。磁体分为天然磁体与 人造磁体。常见得条形磁铁、马蹄 形磁铁与针形磁铁等都就是人造磁 体,如右图所示。
2、磁极 磁体两端磁性最强,磁性最强得地方叫 磁极。任何磁体都有一对磁极,一个叫南极 ,用S表示;另一个叫北极,用N表示,如右图 所示。N极与S极总就是成对出现并且强度 相等,不存在独立得N极与S极。
常见人造磁铁 磁针得指向
第一节 磁场 当用一个条形磁铁靠近一个悬挂得小磁针(或条形磁铁)时,如
图所示。我们发现:当条形磁铁得N极靠近小磁针得N极时,小磁针N 极一端马上被排斥;当条形磁铁得N极靠近小磁针得S极时,小磁针S 极一端立刻被条形磁铁吸引。
第四节 铁磁性物质
生活中使用螺丝刀拧螺钉时,螺丝刀上得螺钉很容 易掉下来。这时只需把螺丝刀放在磁铁(如音箱扬声器) 上摩擦几下就可以把螺丝吸起来。但就是当拿磁铁去 吸铜钥匙时,无论如何铜钥匙根本就吸不起来,您知道产 生这些现象得原因吗？
一、铁磁物质得磁化 1、物质分类 根据磁导率得大小不同,可将物质分成三类:略大于1 得物质称为顺磁物质,如空气、铝、锡等;略小于l得物 质称为反磁物质,如氢、铜、石墨等;顺磁物质与反磁物 质统称为非铁磁物质。远大于1得物质称为铁磁性物质, 如铁、钴、镍、硅钢、铁氧体等。
第一节 磁场
在磁场中可以利用磁感
线(也称为磁力线)来形象地表 示各点得磁场方向。所谓磁 感线,就就是在磁场中画出得 一些曲线,曲线得疏密程度表 示磁场得强弱;曲线上每一点 得切线方向,都跟该点得磁场 方向相同,如右图所示。
磁感线及磁场方向
若磁体周围磁场得强弱相等、方 向相同,我们把它定义匀强磁场,如右 图所示。
罗盘
第一节 磁场
一、磁场 1、磁体 某些物体具有吸引铁、钴、镍 等物质得性质叫磁性。具有磁性得 物体叫磁体。磁体分为天然磁体与 人造磁体。常见得条形磁铁、马蹄 形磁铁与针形磁铁等都就是人造磁 体,如右图所示。
2、磁极 磁体两端磁性最强,磁性最强得地方叫 磁极。任何磁体都有一对磁极,一个叫南极 ,用S表示;另一个叫北极,用N表示,如右图 所示。N极与S极总就是成对出现并且强度 相等,不存在独立得N极与S极。
常见人造磁铁 磁针得指向
第一节 磁场 当用一个条形磁铁靠近一个悬挂得小磁针(或条形磁铁)时,如
图所示。我们发现:当条形磁铁得N极靠近小磁针得N极时,小磁针N 极一端马上被排斥;当条形磁铁得N极靠近小磁针得S极时,小磁针S 极一端立刻被条形磁铁吸引。
磁场磁感应强度PPT课件
l
B0
0 NI
2R
l
2R
0 NIl 4R 2
第25页/共41页
（1）
I
R o
B0
x
B0
0I
2R
（2 ）
I
R
o
B0
0I
4R
（3） I R o
B0
0I
8R
（4）
（5） I
BA
0I
4π d
d *A
R1
R2
*o
B0
0I
4R2
0I
4R1
0I
4π R1
第26页/共41页
例a：如图
B0
I2
I
I1
例b：一导线弯曲成如图的形状，求 B2
R
o
p*
dx x
x
+++++++++++++ +
解 由圆形电流磁场公式
B
0 IR2
（2 x2 R2）3/ 2
第35页/共41页
1
x1
o p 2
x2
x + + + + + + + + + + + + + + +
dB 0 2
R 2 I ndx R2 x2 3/2
R2 x2 R2 csc2
B
0nI
2
cos
2
cos
1
B
1 2
0nI
1 2
0 nI
B 0nI
求介质中磁场强度和磁感应强度ppt课件
20
定义玻印廷能流矢量， S E H
可见，电磁场的运动必须有相互垂直的E和H，它们的相互作用形 成了电磁波，能流的方向垂直于相互作用的E和H 。
电磁场的运动是有条件的。如果空间中只有电场或磁场，或者E和 H平行，则S=0，即电磁场是静止的，相应的电磁能是储存于空间 的能量。任何一个电磁场，只要有相互垂直的电场和磁场分量， 就一定有能流传输，并不限定是高频交变电磁场。
v 1 1 c
r0r 0 r r
17
Where c 1 3.0108 M S 1
0 0
Is the speed of light !
同样可以推出H、D和B的类似的波动方程
由麦克斯韦方程组可以导出电磁场的波动方程，即麦克斯韦预言 了电磁波的存在。这一预言，以后不断地得到实验证实。当今的 时代，电磁波已经是人们生活中不可缺少的东西。
§7.1 电磁场的基本方程 §7.1.1 电磁场 在我们研究非稳恒的电场和磁场时，有两个重要的规律把电和磁联系到 一起了。
变化的电场产生位移电流，而位移电流和传导电流一样有磁场伴随。
变化的磁场感生出涡旋电场—这是法拉第电磁感应定律
变化的电场------变化的磁场--------变化的电场…
12
电场和磁场既互相联系，又在一定条件下相互激发、相互转化形 成一个统一体-电磁场
设介质1是铁磁材料 r1 1 介质2是真空或一般磁性材料， r 2 1
tan1 r1 tan2 r2
因而有 tan1 r1tan2
如果 2 不等于零，右边就必是一 个大数， 1 就接近90o。
2 1
介质2 介质1
即，如果磁介质外磁力线不垂直于界面， 则磁介质内磁力线接近平行于界面。
5
反过来看
定义玻印廷能流矢量， S E H
可见，电磁场的运动必须有相互垂直的E和H，它们的相互作用形 成了电磁波，能流的方向垂直于相互作用的E和H 。
电磁场的运动是有条件的。如果空间中只有电场或磁场，或者E和 H平行，则S=0，即电磁场是静止的，相应的电磁能是储存于空间 的能量。任何一个电磁场，只要有相互垂直的电场和磁场分量， 就一定有能流传输，并不限定是高频交变电磁场。
v 1 1 c
r0r 0 r r
17
Where c 1 3.0108 M S 1
0 0
Is the speed of light !
同样可以推出H、D和B的类似的波动方程
由麦克斯韦方程组可以导出电磁场的波动方程，即麦克斯韦预言 了电磁波的存在。这一预言，以后不断地得到实验证实。当今的 时代，电磁波已经是人们生活中不可缺少的东西。
§7.1 电磁场的基本方程 §7.1.1 电磁场 在我们研究非稳恒的电场和磁场时，有两个重要的规律把电和磁联系到 一起了。
变化的电场产生位移电流，而位移电流和传导电流一样有磁场伴随。
变化的磁场感生出涡旋电场—这是法拉第电磁感应定律
变化的电场------变化的磁场--------变化的电场…
12
电场和磁场既互相联系，又在一定条件下相互激发、相互转化形 成一个统一体-电磁场
设介质1是铁磁材料 r1 1 介质2是真空或一般磁性材料， r 2 1
tan1 r1 tan2 r2
因而有 tan1 r1tan2
如果 2 不等于零，右边就必是一 个大数， 1 就接近90o。
2 1
介质2 介质1
即，如果磁介质外磁力线不垂直于界面， 则磁介质内磁力线接近平行于界面。
5
反过来看
大学物理《电磁学》PPT课件
2 2 B Bx B y 0.1T
Bz tan 0.57 Bx
300
～1012T ～106T ～7×104T ～0.3T ～10-2T ～5×10-5T ～3×10-10T
资料
原子核表面 中子星表面 目前最强人工磁场 太阳黑子内部 太阳表面 地球表面 人体
2.电场与磁场的相对性
S应线是闭 合的，因此它在任 意封闭曲面的一侧 穿入，必在另一侧 全部穿出。
↑载流螺线管的磁感应线 ←载流直导线的磁感应线 比较
1 e E dS
S
0
Q
dV
静电场中高斯定理反映静电场是有源场；
m B dS 0
安 培 演 示 电 流 相 互 作 用 的 装 置 （ 复 制 品 ）
电流与电流之间的相互作用
I
F F
I
电流与电流之间的相互作用
I F
F
I
磁场对运动电荷的作用
电子束
+
磁场对运动电荷的作用
电子束
S N
+
我们得把问题引向一个更深的层次 思想深邃的科学家自问：磁铁究竟是什么？如 果磁场是由电荷运动激发的，那么来自一块磁铁的 磁场是否也可能是由于电流的的效果呢？ 安培用通电螺线管很好地模拟了一个磁针：
①方向： 曲线上一点的切 线方向和该点的磁场 方向一致。 ②大小：
磁感应线的疏密反映磁场的强弱。
B
③性质： •磁感应线是无头无尾的闭合曲线，磁场中任 意两条磁感应线不相交。 •磁感应线与电流线铰链 通过无限小面元dS 的磁感应线数目dm与dS 的 比值称为磁感应线密度。我们规定磁场中某点的磁
2
磁场强度_百度文库.
2、什么叫磁场强度（H?1820年，丹麦科学家奥斯特（H. C. Oersted发现通有电流的导线可以使其附近的磁针发生偏转，从而揭示了电与磁的基本关系，诞生了电磁学。
实践表明：通有电流的无限长导线在其周围所产生的磁场强弱与电流的大小成正比，与离开导线的距离成反比。
定义载有1安培电流的无限长导线在距离导线1/2 n米远处的磁场强度为1A/m （安咪，国际单位制SI;在CGS单位制（厘米-克-秒中，为纪念奥斯特对电磁学的贡献，定义载有1安培电流的无限长导线在距离导线0.2厘米远处磁场强度为10e（奥斯特, 10e=1/（4 nX 103 A/r磁场强度通常用H表示。
如果单位磁极所受的力正好是1达因（dyn;1dyn=10-5N,那么这点的场强度H就是1奥斯特（Oe。
常用表示单位为安/米（A /m4、什么叫磁感应强度（B，什么叫磁通密度（B,B与H,J,M之间存在什么样的关系？理论与实践均表明，对任何介质施加一磁场H时（该磁场可由外部电流或外部永磁体提供，亦可由永磁体对永磁介质本身提供，由永磁体对永磁介质本身提供的磁场又称退磁场---关于退磁场的概念，见9 Q,介质内部的磁场强度并不等于H,而是表现为H与介质的磁极化强度J之和。
由于介质内部的磁场强度是由磁场H通过介质的感应而表现出来的，为与H区别,称之为介质的磁感应强度，记为B:B=u 0 H+J （S单位制9 （1-1B=H+4冗M （CGS单位制磁感应强度B的单位为T,CGS单位为Gs（仃=104Gs/对于非铁磁性介质如空气、水、铜、铝等，其磁极化强度J、磁化强度M几乎等于0,故在这些介质中磁场强度H与磁感应强度B相等。
由于磁现象可以形象地用磁力线来表示，故磁感应强度B又可定义为磁力线通量的密度，磁感应强度B和磁通密度B在概念上可以通用。
5、什么叫剩磁Jr,Br,为什么在永磁材料的退磁曲线上任意测量点的磁极化强度J 值和磁感应强度B值必然小于剩磁Jr和Br值？永磁材料在闭路状态下经外磁场磁化至饱和后，再撤消外磁场时，永磁材料的磁极化强度J和内部磁感应强度B并不会因外磁场H的消失而消失，而会保持一定大小的值，该值即称为该材料的剩余磁极化强度Jr和剩余磁感应强度Br,统称剩磁。
磁感应强度磁通量(共20张PPT)
5.3 磁感应强度 磁通量
zxxkw
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法拉第引入磁感线形象的描述了磁场的性质。
1、磁感线的疏密表示磁场的强弱 2、磁感线的任一点的切线方向表示该点磁
场的方向zxxkw
在电场中我们用电场强度来表征电场 的强弱和方向；在磁场中类似的，我 们也引入一个物理量来表示磁场的强 弱和方向zxxkw 。这就是磁感应强度。用符号
I2 O
I4
Hale Waihona Puke I1I3如下图，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积S1＞
S2= S3，且 “3〞线圈在磁铁的正中间。设各线圈
中的磁通量依次为Ф1、Ф2、Ф3那么它们的大小
关系是(
)C
A、 Ф1>Ф2>Ф3
B、 Ф1>Ф2=Ф3
C、 Ф1<Ф2<Ф3
D、 Ф1<Ф2=Ф3
BS/2 初始位置转过90度角,那么穿过线框平面的磁通量为_____,假
0 设从初始位置转过180度角,那么穿过线框平面的磁通量变化
为_______
2BS
O
O’
如下图,一矩形线框,从.abcd位置移动到
a′b′c′d′位置的过程中,关于穿过线框的磁通量
情况以下D表达正确的选项是(线框平行于纸面移
动)(
4T的匀强磁场中，当磁场与环面垂直时，穿过环面的磁通量是_______；
当两磁场在某点方向成一夹角时，该点的磁感应强度由平行四边形定那么求得。
适用条件： 匀强磁场，
b
B 小磁针N极(北极)的受力方向或小磁针静止时N极的指向，规定为该点的磁场方向, 即磁感应强度的方向
均向上，Фa＝Фb
c
θ d
面积S＝0.5m2的闭合金属圆线圈处于磁感应强
zxxkw
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法拉第引入磁感线形象的描述了磁场的性质。
1、磁感线的疏密表示磁场的强弱 2、磁感线的任一点的切线方向表示该点磁
场的方向zxxkw
在电场中我们用电场强度来表征电场 的强弱和方向；在磁场中类似的，我 们也引入一个物理量来表示磁场的强 弱和方向zxxkw 。这就是磁感应强度。用符号
I2 O
I4
Hale Waihona Puke I1I3如下图，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积S1＞
S2= S3，且 “3〞线圈在磁铁的正中间。设各线圈
中的磁通量依次为Ф1、Ф2、Ф3那么它们的大小
关系是(
)C
A、 Ф1>Ф2>Ф3
B、 Ф1>Ф2=Ф3
C、 Ф1<Ф2<Ф3
D、 Ф1<Ф2=Ф3
BS/2 初始位置转过90度角,那么穿过线框平面的磁通量为_____,假
0 设从初始位置转过180度角,那么穿过线框平面的磁通量变化
为_______
2BS
O
O’
如下图,一矩形线框,从.abcd位置移动到
a′b′c′d′位置的过程中,关于穿过线框的磁通量
情况以下D表达正确的选项是(线框平行于纸面移
动)(
4T的匀强磁场中，当磁场与环面垂直时，穿过环面的磁通量是_______；
当两磁场在某点方向成一夹角时，该点的磁感应强度由平行四边形定那么求得。
适用条件： 匀强磁场，
b
B 小磁针N极(北极)的受力方向或小磁针静止时N极的指向，规定为该点的磁场方向, 即磁感应强度的方向
均向上，Фa＝Фb
c
θ d
面积S＝0.5m2的闭合金属圆线圈处于磁感应强
物理学稳恒磁场课件
B内ab 由安培环路定理
0
N l
abI
n N l
b B内a
c d
B 0nI
均匀场
由安培环路定理可解一些典型的场
无限长载流直导线
密绕螺绕环
匝数
B 0I 2 r
Ir
B 0 NI 2 r
无限大均匀载流平面
B 0 j
2
(面)电流的(线)密度
场点距中心
的距离 r
电流密度
I
Idl
B dF
安培指出 任意电流元受力为
dF Idl B
安培力公式
整个电流受力 F Idl B
l
例1 在均匀磁场中放置一半径为R的半圆形导线， 电流强度为I，导线两端连线与磁感强度方向夹角 =30°，求此段圆弧电流受的磁力。
解：在电流上 任
ab 2R
取电流元 Id l
(b)
洛 仑兹力是相对论不变式 B 磁感强度
(Magnetic Induction)
或称磁通密度 (magnetic flux density) 单位：特斯拉(T)
§3 磁力线 磁通量 磁场的高斯定理
一.磁力线
1. 典型电流的磁力线
2. 磁力线的性质
无头无
与电流
与电流成右
尾 闭 套连
手螺旋关系
合二曲. 线磁通量
IS
(体)电流的(面)密度
如图 电流强度为I的电流通过截面S
若均匀通过 电流密度为 J I S
(面)电流的(线)密度
I
如图 电流强度为I的电流通过截线 l
l
若均匀通过 则
j I l
§6 磁力及其应用
一 1..洛带仑电兹粒力子在磁f场m 中受qv力
§5.2 磁场磁感应强度、几种常见的磁场
我们探索的世界：
磁场
磁场的基本性质是什么？对放入其中的磁体或 通电导体 有磁力的作用
磁场的描述—— 磁感应强度 磁场强度
B
1、方向： 小磁针静止时北极所指的方向，规定为该点磁感 应强度 的方向，简称该点的磁场方向
2、大小：
磁感应强度的大小
思路：从力的角度研究磁感应强度的大小 小磁针的受力
此路不通！
磁场中受力大小
1、与电流的定量关系： F∝I
2、与导线长度的定量关系：F∝L
结论：F = BIL
磁感应强度的大小
在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力 F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度。
F B IL
我们已经知道的世界：电场
电场的基本性质是什么？对放入其中的电荷有电场力的作用
度
的方向，简称该点的磁场方向
2、大小：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力F
跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度。
1、磁感应强度的方向
小磁针静止时北极所指的方向，规定为该点 的磁感应强度的方向，简称该点的磁场方向
2、磁感应强度的大小 F IL 3、磁感应强度的单位
特斯拉，国际符号是T。
2、大小：
磁感应强度的大小
思路：从力的角度研究磁感应强度的大小 小磁针的受力
此路不通！
另辟蹊径！
磁场对通电导体有力的作用！
我们已经知道的世界：电场
电场的基本性质是什么？对放入其中的电荷有电场力的作用
电场的描述——电场强度
F E q
1、方向：正试探电荷的受力方向 2、大小：试探电荷所受电场力跟电荷量的比值
A
磁场强弱：磁感线密的地方磁场强， 磁感线疏的地方磁场弱。
10-1-磁场-磁感应强度
I
R
B
o x*
x
B
0圈有 N匝
论
B
N 0IR2
（ 2 x2 R2）32
2）x0 B的方向不变( I和 B成右螺旋关系）
3）x0
B 0I
2R
4） B20 R I•240 IR
B
I
引入一个新的物理量：磁矩(磁偶极矩）
mIS
R
I
m 如果是N匝线圈，则磁矩为：
I
•P
b
a
x dx
I
•P
x b
a
a
B
0(I/a)dx
0 2(abx)
例、如图所示，电流I自下而上均匀地流过宽 度为a的导体平面薄板，通过板的中线并与 板面垂直的直线上有一点P，P点与板面的距 离为b，求P点的磁感应强度？
a
I
b
•P
y
dy
dB
dB
y
b
P
B
a/2 b0(I/a)dy a/22(b2 y2)
I B
I XB
电流与磁感强度成右螺旋关系
半无限长载流长直导线的磁场
π 1 2 2 π
BP
0I
4π r
I
o
r *P
直导线延长线上 B?
d
B 0 4
Idsl in
r2
B
Idl 与 r 平行
I
0 dB0 B0
例1、无限长载流直导线弯成如图形状
I20 A a4cm 求： P、R、S、T 四点的 B
2
0I 2csin
(1cos ) 2
2
方向
2
课堂练习题：正方形边长为a。
Ａ
磁场强度毕奥萨伐尔定律及运动电荷产生的磁场大学物理电子教案ppt课件
1
0,
2
;
B
0I 2a
l 2
Idl
lr
o
1 a
dB
Px
2.半无限长载流直导线的磁场：
I
1 ,2 ; B4R s0Iin(co s1)
RP
3 .载I流dl导//线r,延I长ld 线 上r 任一0点 的B 磁场0 a
P
I 11
2
B
I 1 o
b
16
五、运动电荷的磁场
考虑一段导体，其截面积 为S，其中自由电荷的密度
为同n一，平载均流速子度v带正运电动q，。以
+ +
++++++++++++++++++++++++++++
+ +
I v
vS
I
q t
qNqnV n qvSIdl
电在流该元导产体生上的选磁取场一为个：电dB 流元4I0dlI，drl3r dN
2
磁场 磁感应强度 毕奥—萨伐尔定律
3
一、磁的基本现象
I
S
N
NS
S
NLeabharlann 电与磁之间存在着内在的联系。
安培“分子环流假说”： 一切磁现象都起源于电流。
NI F
S
总结：一切磁现象都可以归结为运动电荷（即电流） 之间的相互作用。磁力是电荷之间的另一种力。
4
二、磁场
磁铁和运动电荷（电流）会在周围空间激发场---磁场。 磁场的基本性质：对运动电荷（电流）有力的作用。 磁场是一种物质， 其物质性体现在： 1）磁场对磁铁、对电流、对运动电荷均有作用力； 2）载流导体在磁场中移动时，磁场的作用力对它作功。 3）变化的磁场在空间传播，表明磁场具有动量。