大学物理磁场磁感强度.

第八章稳恒磁场物理学教程（第二版）第八章稳恒磁场第八章:稳恒磁场§1:稳恒磁场一、磁现象早期磁现象第八章稳恒磁场物理学教程（第二版）第八章稳恒磁场第八章稳恒磁场物理学教程（第二版）第八章稳恒磁场直到十九世纪初，一系列重要的发现使人们开始认识到电与磁之间有着不可分割的联系。这一系列的重要发现有：1、奥斯特实验在载流导线附近的小磁针会发生偏转NS发现了电流的磁效应，在历史上第一次揭示了电现象与磁现象的联系第八章稳恒磁场物理学教程（第二版）第八章稳恒磁场2、安培实验（1）磁体对载流导线施加力的作用：SNFI第八章稳恒磁场物理学教程（第二版）第八章稳恒磁场（2）电流与电流之间存在相互作用：II++--II++--第八章稳恒磁场物理学教程（第二版）第八章稳恒磁场3、载流螺线管与磁铁相互作用，其行为就像一块磁铁。螺线管两端的极性和电流方向的关系可用右手定则来描述：用右手握住螺线管，弯曲的四指沿电流回绕方向，将拇指伸直，此时拇指便指向螺线管的极。N第八章稳恒磁场物理学教程（第二版）第八章稳恒磁场运动电荷运动电荷磁场磁场的基本特性：对置于其中的其他磁极或电流施加作用力二、磁场安培分子环流假设磁场的产生：运动的电荷在其周围空间产生磁场第八章稳恒磁场物理学教程（第二版）第八章稳恒磁场三、磁感强度的定义B带电粒子在磁场中运动所受的力与运动方向有关.xyzOP*vv+v+v0F实验发现带电粒子在磁场中某点P沿某一特定方向（或其反方向）运动时不受力，且此特定方向与小磁针指向一致.第八章稳恒磁场物理学教程（第二版）第八章稳恒磁场带电粒子在磁场中沿其他方向运动时，其受力垂直于与该特定方向所组成的平面.v当带电粒子在磁场中垂直于此特定方向运动时受力最大.FFFmaxvqFmax大小与无关v,qvqFmax第八章稳恒磁场物理学教程（第二版）第八章稳恒磁场单位:Tm)N/(A1T1+qvBmaxF磁感强度的定义：若带电粒子在磁场中某点向某方向运动不受力，且该方向与小磁针在该点指向一致，此特定方向定义为该点的的方向.BBvqFBmax磁感强度大小运动电荷在磁场中受力BqFv第八章稳恒磁场物理学教程（第二版）第八章稳恒磁场注意①是描述磁场本身性质的物理量，与试验电流元无关。B②一般地磁感应强度是场点位置的函数，若一磁场中各场点的都相同，则称其为匀强磁场。BB③磁感应强度遵从叠加原理，即或。BnBBBB21dBB第八章稳恒磁场物理学教程（第二版）第八章稳恒磁场IP*§2、毕奥－萨伐尔定律(电流元在空间产生的磁场)20sindπ4drlIB30dπ4drrlIB真空磁导率270AN10π4lIdBd30dπ4drrlIBB任意载流导线在点P处的磁感强度磁感强度叠加原理rlIdrBd一、毕奥－萨伐尔定律第八章稳恒磁场物理学教程（第二版）第八章稳恒磁场12345678lId例1判断下列各点磁感强度的方向和大小.R+++1、5点：0dB3、7点：20π4ddRlIB45sinπ4dd20RlIB2、4、6、8点：二、毕奥－萨伐尔定律的应用第八章稳恒磁场物理学教程（第二版）第八章稳恒磁场yxzIPCDOa*例2载流长直导线的磁场.Bd解20sindπ4drzIBCDrzIBB20sindπ4dsin/,cotaraz2sin/ddaz方向均沿x轴的负方向Bd1r221dsinπ40aIBzzd第八章稳恒磁场物理学教程（第二版）第八章稳恒磁场）（210coscosπ4aI的方向垂直纸面向里B21dsinπ40aIB无限长载流长直导线的磁场.π021aIBπ20）（210coscosπ4aIB12CDzPOIB第八章稳恒磁场物理学教程（第二版）第八章稳恒磁场IBrIBπ20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aIBPπ40无限长载流长直导线的磁场a*PIoπ2π21IBX第八章稳恒磁场物理学教程（第二版）第八章稳恒磁场xOPI真空中,半径为R的载流导线,通有电流I,称圆电流.求其轴线上一点P的磁感强度的方向和大小.解根据对称性分析sindBdBBx20dπ4drlIB例3圆形载流导线的磁场.rBdlIdR*第八章稳恒磁场物理学教程（第二版）第八章稳恒磁场xxRP*O20dcosπ4drlIBxlrlIB20dcosπ4222cosxRrrRRlrIRBπ2030dπ42322202）（RxIRB20dπ4drlIBBdrlId第八章稳恒磁场物理学教程（第二版）第八章稳恒磁场2322202）（RxIRBRIB20（3）0x30320π22xISBxIRB，（4）Rx（2）电流的绕向与磁感应强度方向满足右螺旋法则（1）若线圈有N匝2322202）（RxIRNB讨论x*BxoRI第八章稳恒磁场物理学教程（第二版）第八章稳恒磁场IS磁矩neISmmnemISnen30π2exmB302xISBRx第八章稳恒磁场物理学教程（第二版）第八章稳恒磁场OI2R1R（5）*Ad（4）*O（2R）IR（3）OIIRO（1）RIB200RIB400RIB8001010200π444RIRIRIBdIBAπ40x0B第八章稳恒磁场物理学教程（第二版）第八章稳恒磁场++++++++++++PR++*例3载流直螺线管的磁场如图所示，有一长为l,半径为R的载流密绕直螺线管，螺线管的总匝数为N，通有电流I.设把螺线管放在真空中，求管内轴线上一点处的磁感强度.2/322202）（RxIRB解由圆形电流磁场公式Oxxdx第八章稳恒磁场物理学教程（第二版）第八章稳恒磁场OP1xx2x+++++++++++++++2/32220d2dxRxInRBcotRx2222cscRxR212/32220d2dxxxRxRnIBBdcscd2Rx21dsin20nI2133230cscdcsc2RRnIB21第八章稳恒磁场物理学教程（第二版）第八章稳恒磁场120coscos2nIB讨论（1）P点位于管内轴线中点21π2/1220204/2cosRllnInIB2222/2/cosRll21coscosnIB0Rl若第八章稳恒磁场物理学教程（第二版）第八章稳恒磁场(2)无限长的螺线管nIB021（3）半无限长螺线管0,2π21或由代入0,π21120coscos2nIBnIB0nI021xBnI0O长直密绕螺线管轴线上磁场2l2l