5-2毕萨定律

§5.2磁感应强度毕奥-萨伐尔定律1900多年前，司南一、磁性——物体具有吸引铁、钴、镍的性质。具有磁性的物体，称为磁体。网线——纯铜：99.9%，燃点10800C劣制网线——铁、铅(燃点6600C）复习复习：一、磁性/二、磁极二、磁极——磁性最强的部位。NS南极北极性质1同性磁极相斥，异性磁极相吸。复习复习：一、磁性/二、磁极三.基本磁现象复习：三、基本磁现象通过磁场发生SNSNISN电流的磁效应1820年奥斯特电子束NS+FFI复习：三、基本磁现象磁极之间的相互作用、电流之间的相互作用、电流与磁极之间的相互作用等等，统称为基本磁现象。复习：三、基本磁现象这些相互作用都是通过磁场发生的。安培分子环流假说：nINS天然磁性的产生也是由于磁体内部有电流流动。分子电流•磁现象的本质：运动电荷运动电荷磁场客观存在的物质——人为引入用于形象地描绘磁场分布。•永久磁铁的磁感应线分布NS四、磁感应线复习：四、磁感应线类比电场1.磁感应线为闭合曲线；2.磁感应线密处磁场强；磁感应线疏处磁场弱。2.磁感应线为不相交曲线；1.磁感应线上某点的切线方向为该点磁场方向。规定复习：四、磁感应线性质电场线不闭合•直线电流的磁感应线分布I电流方向与磁感应线绕行方向满足右手螺旋则定复习：四、磁感应线/右手螺旋定则•载流螺线管的磁感应线分布•载流螺线管的磁感应线分布复习：四、磁感应线第一节描述磁场的基本物理量B实验表明：影响作用力的大小的因素：①磁场；②运动电荷；③运动方向与磁场的相对取向。B电流周围存在着一种特殊物质-—磁场。磁场的基本特性：给运动电荷一作用力§6.1磁感应强度/概念引入v2、运动电荷速度与磁场方向垂直：受到洛伦兹力Fm最大。FmB1、电荷运动速度与B方向一致：电荷受力为0。Bvqq两个特殊方向：§6.1磁感应强度/概念引入一.磁感应强度qvFBmaxqvFmax单位:特斯拉Tm/s1C1N1T1方向:为静止的小磁针N极指向地球两极磁场:5610T永久磁铁磁场:~T102赤道磁场:5310T实验结果:.maxconstqvF定义:超导电磁铁:T401998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，长期探测。永磁之王钕铁硼磁场:是永久磁铁磁场的400倍.两片药片大小的钕铁硼材料,由于磁力非常强大,用两手不能分开。一块钕铁硼材料能吸引比自身重量大60倍的物体。——一段电流元产生磁感应强度的规律由毕奥和萨伐尔关于电流磁场的实验结果，数学家拉普拉斯进行了数学抽象，找到一段长为dl通有电流为I的电流元产生的磁感应强度：2sinrIdlkdBlIdPr二.毕奥—萨伐尔定律1-7AmT10k§6.1磁感应强度/二、毕—萨定律由矢量乘积法则：sin||||||BABA20sin4rIdldB令40klIdPrk401-7AmT104真空中的磁导率思考：若P点在I的延长线上，结果如何？§6.1磁感应强度/二、毕—萨定律方向：从dl右旋到r,大拇指指向。dB的方向垂直于dl和r所形成的平面。lIdrBd304rIddrlBlIdPrBd毕萨定律：顺序不能错。§6.1磁感应强度/二、毕—萨定律例判断下列各点磁感强度的方向和大小.12345678lIdR1、5点：0dB3、7点：20π4ddRlIB02045sinπ4ddRlIB2、4、6、8点：304rIddrlB毕萨定律：§6.1磁感应强度/二、毕—萨定律三.应用毕萨定律解题的方法304rIddrlB4.求B的分量Bx、By;22yxBBB求总场。5.由3.确定电流元的磁场2.建立坐标系;1.分割电流元;计算一段载流导体的磁场§6.1磁感应强度/三、毕—萨定律解题方法例1:一段有限长载流直导线,通有电流为I,求距a处的P点磁感应强度。解:分割电流元20sin4rIdldB)ctg(alrBdaxolllIdP21ctgadadl2csccscar§6.1磁感应强度/三、毕—萨定律典型例题2220cscsincsc4adIadB210coscos4aIdBBdaIsin40rBdaxolllIdP21daIsin4021§6.1磁感应强度/三、毕—萨定律典型例题讨论1.无限长载流直导线的磁场：;01aIB20210coscos4aIB2IaP§6.1磁感应强度/三、毕—萨定律典型例题记住2.半无限长载流直导线的磁场：;21aIB40210coscos4aIB由IaP2§6.1磁感应强度/三、毕—萨定律典型例题记住IoxR例2：一载流圆环半径为R通有电流为I，求圆环轴线上一点的磁感应强度B。解：将圆环分割为无限多个电流元；建立坐标系，电流元在轴线上产生的磁感应强度dB为：lIdrxPBd§6.1磁感应强度/三、毕—萨定律典型例题lIdrIxoPxBdydBxdBR204sinrIdldB2对称地取电流元Idl’，如图由对称性可知，dl和dl’在P点产生的dB在x方向大小相等方向相同，y方向大小相等方向相反，相互抵消。'lId'Bd'ydB'xdB§6.1磁感应强度/三、毕—萨定律典型例题0yB22yxBBBxdBBdlrRrIBR20204rRsinsindBxBlIdrIxoPxBdydBxdB'lId'Bd'ydB'xdBRRdlrIR20304§6.1磁感应强度/三、毕—萨定律典型例题RrIR24303202rIR2/322202RxIRlIdrIxoPxBdydBxdBRRdlrIRB203042/322202RxIRB§6.1磁感应强度/三、毕—萨定律典型例题讨论1.载流圆环环心处x=0;2/322202RxIRB由结论RIBo20有：IoRB记住§6.1磁感应强度/三、毕—萨定律典型例题思考：若是半圆环呢？例3：计算组合载流导体在o点的磁感应强度。oRabcd解：o点B由三段载流导体产生。cdbcaboBBBB规定向里为正向，bcaboBBBRIRI44001140RI§6.1磁感应强度/三、毕—萨定律典型例题叠加原理IRo（1）xoI2R1R（5）*Ad（4）*o（2R）IR（3）oIRIB200RIB400RIB8001010200π444RIRIRIBdIBAπ400B§6.1磁感应强度/三、毕—萨定律典型例题讨论作业课本：P1761113预习：磁场的基本规律