1、靜電場靜電場 穩(wěn)恒磁場穩(wěn)恒磁場 Ren R2014-9-19P344370穩(wěn)恒磁場穩(wěn)恒磁場 REN R2014-10-15磁場磁場安培提出安培提出: : 一切磁現(xiàn)象起源于電荷運動一切磁現(xiàn)象起源于電荷運動運動電荷運動電荷運動電荷運動電荷磁場磁場( (磁場的性質(zhì)磁場的性質(zhì)) )(1) (1) 對運動電荷對運動電荷( (或電流或電流) )有力的作用有力的作用; ;(2) (2) 磁場有能量磁場有能量( (磁場力做功磁場力做功) )磁場是特殊物質(zhì)，其物質(zhì)性表現(xiàn)在：磁場是特殊物質(zhì)，其物質(zhì)性表現(xiàn)在：磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度B B在通電閉合回路中取電流元在通電閉合回路中取電流元dI l電流元在磁場中受磁場力，其

2、特點電流元在磁場中受磁場力，其特點: :dI l(1) (1) 電流元在磁場中的方向不同時電流元在磁場中的方向不同時, ,受力不同受力不同; ;存在一個方向使存在一個方向使d0F dI ld0F 定義定義maxddFBI lB(2) (2) 當(dāng)電流元的取向與磁感應(yīng)強度當(dāng)電流元的取向與磁感應(yīng)強度B B的方向垂直時，受到的磁場力最的方向垂直時，受到的磁場力最大大; ;磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度B B的大小的大小定義該方向為磁感應(yīng)強度定義該方向為磁感應(yīng)強度B B的方向的方向BdI lmaxddFF單位單位: :特斯拉特斯拉T 1T = 10T 1T = 104 4 G G表明磁感應(yīng)強度表明磁感應(yīng)強度B B

3、數(shù)值上等于單位電流元所受的最大磁場數(shù)值上等于單位電流元所受的最大磁場力，方向為磁力為力，方向為磁力為0 0的方向。的方向。maxdFdI lBmaxdFddFI lB（3 3）磁場力）磁場力的方向與電流元的方向與電流元和磁感應(yīng)強度和磁感應(yīng)強度B-安培力公式安培力公式dI l滿足右手螺旋關(guān)系滿足右手螺旋關(guān)系磁感應(yīng)強度有各種定義方法，除上述方法外，還可用運動磁感應(yīng)強度有各種定義方法，除上述方法外，還可用運動電荷在磁場中的受力來定義。電荷在磁場中的受力來定義。運動電荷在磁場中受力：運動電荷在磁場中受力：fqvB-洛侖茲力公洛侖茲力公式式maxddFBq v磁場力磁場力 運動運動電荷才受磁力電荷才受磁

4、力磁感應(yīng)強度數(shù)值上等于單位正電荷以單位速度沿垂直于磁場磁感應(yīng)強度數(shù)值上等于單位正電荷以單位速度沿垂直于磁場方向通過該點時所受磁場力，方向為磁力為方向通過該點時所受磁場力，方向為磁力為0 0的方向。的方向。1 1 電流的磁場電流的磁場 一一. .畢奧薩伐爾定律畢奧薩伐爾定律 靜電場靜電場: :取取dqdEdEE磁磁 場：場： 取取dI ldBdBB002dd4I lrBr畢薩定律：畢薩定律：0r-單位矢量單位矢量-真空中的磁導(dǎo)率真空中的磁導(dǎo)率70410 H m 大小：大小：02d sind4I lBr方向：右螺旋法則方向：右螺旋法則 ? ? ? ? ? ?dI lrBp p（18201820年）

5、年）例如：例如：lIdP PlIdlIdrBrBrBr0B 二二. .畢薩定律的應(yīng)用畢薩定律的應(yīng)用 1. 1. 載流直導(dǎo)線的磁場載流直導(dǎo)線的磁場I Ia adI lrB解解02d sind4I lBr求距離載流直導(dǎo)線為求距離載流直導(dǎo)線為a a 處處一點一點P P 的磁感應(yīng)強度的磁感應(yīng)強度 B02d sind4I lBBrP P12sinar2ddsinalcotcotlaa根據(jù)幾何關(guān)系根據(jù)幾何關(guān)系012(coscos )4Ia210sin d4IBa IalIdrPl02d sind4I lBBr(1) 無限長直導(dǎo)線無限長直導(dǎo)線012(coscos)4IBa10202IBa方向：右螺旋法則方向

6、：右螺旋法則B(2) 任意形狀直導(dǎo)線任意形狀直導(dǎo)線PaI1210B0002(cos90cos180 )4IBa04IaBr討討 論論I12PaPx2. 載流圓線圈的磁場載流圓線圈的磁場RxO求軸線上一點求軸線上一點 P 的磁感應(yīng)強度的磁感應(yīng)強度lIdBd02dd4I lBrBd根據(jù)對稱性根據(jù)對稱性0B02dd coscos4I lBrdxBB22 1/2cos()RRrRx20223/22()IRBRx方向沿方向沿x軸正向軸正向BrPxI2020cosd4RIlr222rRx20223/22()IRBRx(1)0 x 載流圓線圈的圓心處載流圓線圈的圓心處 02IBR(2) 一段圓弧在圓心處產(chǎn)生

7、的磁場一段圓弧在圓心處產(chǎn)生的磁場022IBR04IRI如果由如果由N 匝圓線圈組成匝圓線圈組成02NIBR討討 論論求右圖中求右圖中, O 點的磁感應(yīng)強度點的磁感應(yīng)強度I13解解10B 02342IBR038IRRO例如例如2I0312(coscos)4IBRIRO12304IR123BBBBxR(3)20223/22()IRBRx2032IRBx032ISxSnmIS np定義定義mp302xpBm2 12 -磁矩磁矩長直導(dǎo)線長直導(dǎo)線方向指向外方向指向外3. 載流長直螺線管載流長直螺線管(N匝匝)軸線上的磁場軸線上的磁場 IPd dIIn lR已知螺線管半徑為已知螺線管半徑為R長度為長度為L

8、單位長度的匝數(shù)單位長度的匝數(shù) n=N/LldlBdr2200223/2223/2ddd2()2()RIR In lBRlRlcotlR22222cscrRlR0dsind2BnI 212dcscdlR 210sind2BnI 021coscos2nI(1) “無限長無限長”載流螺線管載流螺線管10BnI20討討 論論(2) 半半“無限長無限長” ” 載流螺線管載流螺線管( (兩端兩端) )1 2, 2 0 02IBnIb無限長載流平板無限長載流平板PdBdxB解解ddIIxb0dd2IBrdPxxBBBd cosB100dPIBb0arctan2Ibby2dsecdxy r0d2secI xby0220d22secbIxbyxyOdx1arctan2bydB1tanxysecry (1) (2) (3)分析：分析：0a