电流 电流密度

东汉王充《论衡》描述：
司南勺
司南勺最早的指南器具
十一世纪沈括发明指南针，发现地磁偏角， 比欧洲的哥伦布早四百年
十二世纪已有关于指南针用于航海的记载
早期的磁现象包括:
(1)天然磁铁吸引铁、钴、镍等物质。
(2)条形磁铁两端磁性最强，称为磁极。一只 能够在水平面内自由转动的条形磁铁，平衡时总 是顺着南北指向。指北的一端称为北极或N极，指 南的一端称为南极或S极。同性磁极相互排斥，异 性磁极相互吸引。
电流 电流密度
2020年4月23日星期四
1、认真听讲，勤于思考,理解和掌握概念和原理: 对概念、公式能理解其物理意义；对定理的证明， 能自己独立演算出来。
2、学习应用物理学的概念和原理分析解决问题：独 立、按时完成布置的习题。
3、学习方法上注重自学，仔细研究书上的例题， 注意转换学习思路。
4、考核：点名、作业算作平时成绩，占30％。
单位:安培（A）
电流是标量
二 电流密度
方向规定：
该点电场强度E的方向
大小规定：等于在单位时间内通过与该点电场 强度方向垂直的单位面积的电流
单位:安培/米2（A/m2）
三 稳恒电流和稳恒电场
稳恒电流是指通过导体中任一截面的电流的大小和 方向都不随时间变化的电流。
单位时间内通过闭合曲面向外流出的电荷，等于此 时间内闭合曲面里电荷的减少量，即通过任一闭合曲面 的总电流为零。
电动势
++ +-
+-
2、电流密度的数值
+
+
+
+
+
+
例1 一内、外半径分别为 和 的金属圆筒， 长度 , 其电阻率 ，若筒内外电势差为 ，且筒 内缘电势高，圆柱体中径向的电流强度为多少 ？
解法一
解法二
一. 基本磁现象
中国在磁学方面的贡献：
最早发现磁现象：磁石吸引铁屑
春秋战国《吕氏春秋》记载：磁石召铁
(3)把磁铁作任意分割，每一小块都有南北两 极，任一磁铁总是两极同时存在。
(4)某些本来不显磁性的物质，在接近或接 触磁铁后就有了磁性，这种现象称为磁化。
磁现象与电现象有没有联系？
静止的电荷
静电场
运动的电荷
？
1820年 奥斯特 磁针上的电碰撞实验
电流的磁效应
安培提出分子电流假设:
磁现象的电本质—运动的电荷产生磁场 运动电荷 产生 磁场
汞在 4.2K附 近电阻 突然降 为零
§欧姆定律的微分形式 对于恒定电流或变化不太快的非恒定情况
，金属或电解液中某点的电流密度矢量与该 点的电场强度的关系为
其中 为电导率。
对于电离气体、半导体，欧姆定律不成立 —伏安特性曲线。
U1 E
U2
I δS l
欧姆定律的 微分形式
2020年4月23日星期四
电源：提供非静电力的装置.
-
+
+ r
电源
恒定 I 电流
R
—静电场
—非静电场
非静电场，反抗静电场移动电荷。
电源的电动势：把单位正电荷从“－”极移到 “＋”极，非静电场力作的功
电动势
电动势的正方向：由负极到正极，电势（由 静电场产生）升高的方向
-+
e
电动势的定义：单位正电荷 绕闭合回路运动一周，非静电力 所做的功.
。
③
①
②
磁场高斯定理
物理意义：通过任意闭合曲面的磁通量必等于零 （故磁场是无源的.）
恒定电流
稳恒电场
不随时间改变的电荷分布产生不随时间改变 的电场，这种电场称为稳恒电场。
1、稳恒电场服从高斯定理（任何电场都服从高斯定理 ）
2、稳恒电场服从环流定理
2、恒定电场与静电场的不同点 静电场： 电荷静止，不激发磁场 静电平衡导体内部场强 维持静电场不需要能量的转换 恒定电场： 电荷运动，激发磁场（恒定磁场） 导体内部恒定电场 伴随能量的转换
本章研究真空中稳恒电流所激发的恒定磁场的物理性质。
包括
磁感应强度的定义； 毕奥---萨伐尔定律； 磁场的高斯定理； 安培环路定理 ； 磁场对运动电荷的作用； 磁场对电流的作用； 磁力的功。
一 电流（方向为正电子运动方向）
电流为单位时间内通过 导体上任一截面S 的电荷量 。
+
+
+
+
+
+
为电子的漂移速度大小
作用
奥斯特
二. 磁感应强度
设一载流平面（实验线圈）处于磁场中，线 圈的磁矩为：
为面法线，且与I成右手螺旋关系。
实验发现：
1.实验线圈在磁场中受到磁力矩的作用。 平衡时，磁力矩为零。
2.磁感应强度
，方向与该点实验线圈在
平衡位置时的法线方向相同，数值等于具有单位磁
矩的实验线圈所受到的最大磁力矩。
三. 磁感应线
电阻率Hale Waihona Puke Baidu
一段电路的欧姆定律
电阻定律
电阻率
电导率
电阻率（电导率）不但与材料的种类有关，而 且还和温度有关 . 一般金属在温度不太低时
电阻率
电阻的温度系数
超导体
有些金属和化合物在降到接近绝对零度时，它 们的电阻率突然减小到零，这种现象叫超导.
R/ 0.10 0.05
* * **
超导的转 变温度 4.10 4.20 4.30 T/K
规定：曲线上每一点的切线方向就是该点的磁感 应强度 B 的方向，曲线的疏密程度表示该点的磁感 应强度 B 的大小.
I
I
I
I
S
I
S
N
N
磁场中某点处垂直 矢量 的单位面积上通过的磁感 线数目等于该点 的数值 .
磁通量：通过某一曲 面的磁感线数为通过此曲 面的磁通量.
单位
例：正方体边长为a，均匀磁场穿过，求通过 ①②③ 面的磁通量，n的方向，向外为正方向