磁场力和磁感应强度..
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
若q 0, B与v r 同向
0 qv sin B 4 r2
若q 0, B与v r 反向
r
B
r
q
B
q
v
v
六、应用毕萨定律解题的方法及应用
1.分割电流元;
2.建立坐标系;
3.确定电流元的磁场；
4.求 B 的分量 Bx 、By ;
静电荷 静电场
运动电荷
稳恒电流
电场
磁场
稳恒磁场
学习方法： 类比法
10.1
磁场力和磁感应强度
一、基本磁现象
1.磁性 2.磁极 物体具有吸引铁、钴、镍的特性。 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。
电流的磁效应 1820年
奥斯特（Hans Christan Oersted， 1777-1851）
I
S
N
奥斯特
磁铁与载流导线有作用；两载流导线间有作用；
F
I
F
电子束
S N
+
绚丽多彩的极光
在地磁两极附近，由于磁感线与地面垂直，外层空 间入射的带电粒子可直接射入高空大气层内，它们 和空气分子的碰撞产生的辐射就形成了极光。
3.磁力线: 曲线上某点的切线方向为该点的磁场 的方向,曲线的疏密表示磁场的强弱。
统一积分变量
dl
r 1
r0
a
2
X
P
dB
l a ctan( ) a ctan
dl a csc d r a sin
0 I sin dl B 4 r2
地 幔
地 核 地 壳
安培指出：
一切磁现象起源于电荷运动
分子电流
I
n
N
S
运动电荷 磁 场
磁场 对运动电荷有磁力作用
二、 磁感应强度
电流（或磁铁） 磁场 电流（或磁铁）
磁场的性质： 1.磁场对进入场中的运动电荷或载流导体有磁力作用
2.载流导体在磁场中移动时，磁力将对载流导体作功， 表明磁场具有能量。 对线圈有：
0 Idl r dB 4 r 3
Bx dBx
5.由 B
2 x
B y dB y
B B
2 y
求总场。
注意：应指出B的方向。
1. 载流直导线的磁场:。P80例10.1
已知：真空中I、1、 2、a Y
任取电流元 Idl
建立坐标系OXY
I
2
0 Idl sin 磁场大小 dB 2 4 r 方向 Idl r0 垂直纸面向里 l 0 Idl sin B dB 2 4 r O
方向:为小磁针 N 极指向 地球两极磁场: 地球赤道磁场: 永久磁铁磁场:
6 10 T 4 3 10 T ~ 102 T
4
永磁之王钕铁硼磁场:
这种材料是一般永久磁铁磁场的 400倍。 两片药片大小的钕铁硼材料异极粘在一起， 由于磁力非常强大 ,用两手不能分开。一块钕 铁硼磁铁能吸引比自身重量大60倍的铁块。
和磁感应强度 B 满足 右手螺旋关系 dF Idl B
——安培力公式
dFmax B
Id l
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。
**
单位: 特斯拉
T 1N 1T 1A m
-4
常用的还有:高斯 G
1 G=10 T
1998 年美国航天飞机搭载的用来探测宇 宙中反物质和暗物质的 α磁谱仪核心部件 ,是 由我国中科院电工所用钕铁硼材料制作的。 2003 年再次升空，采用超导磁铁，磁场强度 增大100倍。 2007.10.12 2007.10.8(4´)
10.2
1、稳恒电流的磁场
毕奥---沙伐尔定律
研究一段电流元产生磁感应强度的规律。 电流元：流过某线元矢量 dl 的电流I 与 dl 的乘积 Idl 由实验发现一段长为 dl 通有电流为 I 的电流元产生 的磁感应强度：
磁场叠加原理 若干个运动电荷或电流在空间某点产生的 磁场，等于各运动电荷或电流单独存在时 在该点产生的磁场的矢量和
可知一段载流导体的磁场
B dB
l
0 Idl r 4 r 3
2007.10.15(5´)
2、运动电荷的磁场
电流
电流元
0 Idl r0 dB 4 r2
0 Id l r dB 3 4 r
Idl
r
dB
P
0 Idl sin dB 4 r2
方向：从 dl 右旋到 r ,
磁场方向为大拇指指向
dB 的方向垂直于 dl 和 r 所 形成的平面。
真空中的磁导率
Id l
dB
r
0 4 107 T m A-1
4.在低能状态下磁极是成对出现的。 N S N S
地球是一个巨大的磁体 地球的S 极在地理 北极附近，N 极在地理
南极附近，故能把磁针 的N 极吸向北面，S 极 吸向南面。地磁偏角约 为15度左右（随地区随 时间变化）。有证据表 明，在过去的40万年中， 地磁轴的方向已颠倒过9 次。地磁产生机理很复 杂，地核的电荷环流是 其中的一个重要的因素。
磁矩
Pm I 0 Sn
法线方向的单位矢量 与电流流向成右旋关系
I0
n
载流平面线圈 法线方向的规定
磁感应强度的定义
运动电荷或电流周围存在着一种特殊物质
---磁场。磁感应强度是描述磁场强弱的物理量。
在闭合回路中取电流元 Idl
电流元在磁场中的受力特点:
(1) 电流元在磁场中的方向不同，受力也不同;
Idl
电荷定向运动
其中
q
v
I S
dl
载流子总数
dQ n sdl q I qnvS dt dt
密度 速率 截面积
dN ndV nSdl
电荷 0 qv sin(v , r0 ) dB B dN 4 r2
运动电荷产生的磁场
0 qv r B 3 4 r
存在一个方向使
Id l
B
dF 0
dF 0
Id l
定义该方向为磁感应强度的方向
（2） 当电流元的取向与 磁感应强度的方向垂 直时，受到的磁场力最 大;
定义磁感应强度的大小
dFmax B Idl
Id l
B
dF 来自百度文库dFmax
（3）磁场力 dFmax 的方向与电流元 Idl
0 qv sin B 4 r2
若q 0, B与v r 反向
r
B
r
q
B
q
v
v
六、应用毕萨定律解题的方法及应用
1.分割电流元;
2.建立坐标系;
3.确定电流元的磁场；
4.求 B 的分量 Bx 、By ;
静电荷 静电场
运动电荷
稳恒电流
电场
磁场
稳恒磁场
学习方法： 类比法
10.1
磁场力和磁感应强度
一、基本磁现象
1.磁性 2.磁极 物体具有吸引铁、钴、镍的特性。 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。
电流的磁效应 1820年
奥斯特（Hans Christan Oersted， 1777-1851）
I
S
N
奥斯特
磁铁与载流导线有作用；两载流导线间有作用；
F
I
F
电子束
S N
+
绚丽多彩的极光
在地磁两极附近，由于磁感线与地面垂直，外层空 间入射的带电粒子可直接射入高空大气层内，它们 和空气分子的碰撞产生的辐射就形成了极光。
3.磁力线: 曲线上某点的切线方向为该点的磁场 的方向,曲线的疏密表示磁场的强弱。
统一积分变量
dl
r 1
r0
a
2
X
P
dB
l a ctan( ) a ctan
dl a csc d r a sin
0 I sin dl B 4 r2
地 幔
地 核 地 壳
安培指出：
一切磁现象起源于电荷运动
分子电流
I
n
N
S
运动电荷 磁 场
磁场 对运动电荷有磁力作用
二、 磁感应强度
电流（或磁铁） 磁场 电流（或磁铁）
磁场的性质： 1.磁场对进入场中的运动电荷或载流导体有磁力作用
2.载流导体在磁场中移动时，磁力将对载流导体作功， 表明磁场具有能量。 对线圈有：
0 Idl r dB 4 r 3
Bx dBx
5.由 B
2 x
B y dB y
B B
2 y
求总场。
注意：应指出B的方向。
1. 载流直导线的磁场:。P80例10.1
已知：真空中I、1、 2、a Y
任取电流元 Idl
建立坐标系OXY
I
2
0 Idl sin 磁场大小 dB 2 4 r 方向 Idl r0 垂直纸面向里 l 0 Idl sin B dB 2 4 r O
方向:为小磁针 N 极指向 地球两极磁场: 地球赤道磁场: 永久磁铁磁场:
6 10 T 4 3 10 T ~ 102 T
4
永磁之王钕铁硼磁场:
这种材料是一般永久磁铁磁场的 400倍。 两片药片大小的钕铁硼材料异极粘在一起， 由于磁力非常强大 ,用两手不能分开。一块钕 铁硼磁铁能吸引比自身重量大60倍的铁块。
和磁感应强度 B 满足 右手螺旋关系 dF Idl B
——安培力公式
dFmax B
Id l
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。
**
单位: 特斯拉
T 1N 1T 1A m
-4
常用的还有:高斯 G
1 G=10 T
1998 年美国航天飞机搭载的用来探测宇 宙中反物质和暗物质的 α磁谱仪核心部件 ,是 由我国中科院电工所用钕铁硼材料制作的。 2003 年再次升空，采用超导磁铁，磁场强度 增大100倍。 2007.10.12 2007.10.8(4´)
10.2
1、稳恒电流的磁场
毕奥---沙伐尔定律
研究一段电流元产生磁感应强度的规律。 电流元：流过某线元矢量 dl 的电流I 与 dl 的乘积 Idl 由实验发现一段长为 dl 通有电流为 I 的电流元产生 的磁感应强度：
磁场叠加原理 若干个运动电荷或电流在空间某点产生的 磁场，等于各运动电荷或电流单独存在时 在该点产生的磁场的矢量和
可知一段载流导体的磁场
B dB
l
0 Idl r 4 r 3
2007.10.15(5´)
2、运动电荷的磁场
电流
电流元
0 Idl r0 dB 4 r2
0 Id l r dB 3 4 r
Idl
r
dB
P
0 Idl sin dB 4 r2
方向：从 dl 右旋到 r ,
磁场方向为大拇指指向
dB 的方向垂直于 dl 和 r 所 形成的平面。
真空中的磁导率
Id l
dB
r
0 4 107 T m A-1
4.在低能状态下磁极是成对出现的。 N S N S
地球是一个巨大的磁体 地球的S 极在地理 北极附近，N 极在地理
南极附近，故能把磁针 的N 极吸向北面，S 极 吸向南面。地磁偏角约 为15度左右（随地区随 时间变化）。有证据表 明，在过去的40万年中， 地磁轴的方向已颠倒过9 次。地磁产生机理很复 杂，地核的电荷环流是 其中的一个重要的因素。
磁矩
Pm I 0 Sn
法线方向的单位矢量 与电流流向成右旋关系
I0
n
载流平面线圈 法线方向的规定
磁感应强度的定义
运动电荷或电流周围存在着一种特殊物质
---磁场。磁感应强度是描述磁场强弱的物理量。
在闭合回路中取电流元 Idl
电流元在磁场中的受力特点:
(1) 电流元在磁场中的方向不同，受力也不同;
Idl
电荷定向运动
其中
q
v
I S
dl
载流子总数
dQ n sdl q I qnvS dt dt
密度 速率 截面积
dN ndV nSdl
电荷 0 qv sin(v , r0 ) dB B dN 4 r2
运动电荷产生的磁场
0 qv r B 3 4 r
存在一个方向使
Id l
B
dF 0
dF 0
Id l
定义该方向为磁感应强度的方向
（2） 当电流元的取向与 磁感应强度的方向垂 直时，受到的磁场力最 大;
定义磁感应强度的大小
dFmax B Idl
Id l
B
dF 来自百度文库dFmax
（3）磁场力 dFmax 的方向与电流元 Idl