磁场、磁感应强度ppt课件

质 •磁感应线与电流线（载流回路）相互套联
（方向关系可以分别用右手定则表示）
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(15)磁场、磁感应强度
直线电流的磁感应线
I
II
来自百度文库r B
•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（载流回路）相互套联 （方向关系可以分别用右手定则表示） 18
(15)磁场、磁感应强度
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(15)磁场、磁感应强度
稳恒磁场
运动电荷
静电荷
稳恒电流
电场、磁场
静电场
稳恒电场、稳恒磁场
学习方法： 类比法
运动电荷 的电场
运动电荷 的磁场
3
(15)磁场、磁感应强度
一、磁现象、磁场(magnetic field)
天然磁石：同极相斥、异极相吸
SN
S N
电流的磁效应 ： 1820年 奥斯特
寻找“磁单 极子”
（magnetic
monopole）是 当今科学界 面临的重大 课题之一。
I
SN
题为《关于磁针上电流碰撞的实验》的论文。 4
(15)磁场、磁感应强度 电流与电流之间的相互作用 F F
I
I
磁场对运动电荷的作用 电子束
S
N
【动画】
+
5
(15)磁场、磁感应强度
1、基本磁现象(magnetic phenomenon)
1T 104 G
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(15)磁场、磁感应强度
③ 点P的磁感应强度的指向
磁感应强度沿着零力线，可能的方向有两个。
r Fm
q0
r
零力线
v
Fm a x
q0
r B
vr2
实验表明
①
rr Fm v
r rr Fm (v, B)
② Fm q0v sin
2
时Fm达到最大值
θ＝0时Fm= 0 磁感强度 B 的方向定义：当正
Bb
b
Ba a
Bc
c
B
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(15)磁场、磁感应强度
enB B
ds ds
通过小垂直面元 dS
的磁力线数目dm与dS
的比值称为磁感应线密
度。我们规定磁场中某
点的磁感应线密度数值
上等于该点磁感应强度
dS dS cos
的大小
B d d
dS dS cos
性
•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。
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(15)磁场、磁感应强度
所有磁现象可归结为
生 产
A的 磁场
运动电荷
A
+
B的
作 用 于 磁场
作用于
运动电荷 B
产生
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(15)磁场、磁感应强度
二、磁感应强度(magnetic induction) 、洛伦茨力
运动电荷
磁场
运动电荷
（或磁铁、电流）
（或磁铁、电流）
1、磁场对外的重要表现为：
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。
电荷垂直于零力线运动时，受
洛方伦向茨为力F最ma大x 。v磁的感方应向强。度13的
(15)磁场、磁感应强度
磁感强度 B 的方向定义：当正
电荷垂直于零力线运动时，受
洛方伦向茨为力F最ma大x 。v磁的感方应向强。度的
Fmax
Fm a x
q0
r B
vr2
v q +
B
力、速度、磁感应强度三个矢
量构成了叉乘关系（右手螺旋
圆电流的磁感应线
偏转等
（9）天然磁体能使电子束偏转。
6
(15)磁场、磁感应强度
2、安培分子环流假设 1820年安培发现磁体对电流作用和电流之间相
互作用，提出一切磁现象都起源于电流，一切物质 的磁性都起源于构成物质的分子中存在的环形电流。 这种环形电流称为分子电流。
分子电流
等效
n
环形
N
S
I 电流
安培分子电流假说与近代关于原子和分子结构 的认识相吻合。原子是由原子核和核外电子组成 的，电子的绕核运动就形成了经典概念的电流。
法则判断方向），详情如何？ 14
(15)磁场、磁感应强度
3、洛伦茨力
运动电荷在磁场中受洛伦茨力
F
qv
B
Fm
B
+ θ v
r Fm
r
Fm
15
(15)磁场、磁感应强度
三、磁通量 磁场中的高斯定理
1.磁力线(magnetic induction line)(磁感应线或 B线)
I
I
磁感应线
切向：该点 B方向 疏密：正比于该点 B的大小
(15)磁场、磁感应强度
一、磁现象、磁场 二、磁感应强度、
洛伦茨力 三、磁力线、磁通量、 磁场中的高斯定理 四、毕奥-沙伐尔定律
教材：10.1、 10.2与10.3节 作业：练习（15）
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(15)磁场、磁感应强度
结构框图
运
动 电 荷
磁 场
间
磁感应 强度
毕-萨 定律
磁场的高斯定理 安培环路定理
洛仑兹力 带电粒子在磁场中的运动
单位: T(特斯拉) B 1T 104G (高斯)
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(15)磁场、磁感应强度
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
～1012T ～106T ～7×104T ～0.3T ～10-2T ～5×10-5T
～3×10-10T
10
(15)磁场、磁感应强度 2、磁 感 强 度 B 的 定 义
磁场运动电荷或载流导体有磁力作用 。运动电荷在
磁场中所受的磁场力称为洛伦兹力。
①任一点P的磁感应强度的方向
y
F 0
带电粒子在磁场中所受的
vv +
vv
力与运动方向有关.
实验发现带电粒子在磁场 中沿某特定直线（零力线）
o
x
方向通过磁场时不受力， 此直线方向与试探电荷的
z
电量和运动速率无关。
把这条零力线规定为点P 的磁感应强度的方向。11
（ 1）天然磁体周围有磁场；
（ 2）通电导线（或线圈）周围有磁场；
表现为： 使小磁针偏转
（ 3）运动电子束周围有磁场。
（ 4）通电线能使小磁针偏转；
（ 5）磁体的磁场能给通电线以力的作用； 表现为：
（ 6）通电导线之间有力的作用；
相互吸引
（ 7）磁体的磁场能给通电线圈以力矩作用； 排斥
（ 8）通电线圈之间有力的作用；
(15)磁场、磁感应强度
② 点P的磁感应强度的大小
Fmax qv
Fmax qv
大小与 q, v无关，
跟零力线一样反应
了磁场的基本属性。
当带电粒子在磁场中垂
直于零力线运动时受力
最大 F Fmax F
磁感强度大小 B Fmax qv
单位 特斯拉 1(T) 1N/A m
工程单位常用高斯（G）
磁场的 基本性质
霍耳效应
的稳 相恒
安培定律
磁力和磁力矩
磁力的功
互磁
作 场 顺磁质、抗磁质和
磁场
介质中的安
用
铁磁质的磁化
强度
培环路定理
重点
基本概念：磁感应强度，磁通量，电流磁矩， 基本规律：磁场叠加原理，毕－萨定律及其应用，
稳恒磁场高斯定理和环路定理
基本计算：稳恒磁场 B 分布，
洛仑兹力，安培力，磁力矩，