1、恒定電流磁場第1頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三磁鐵司南減壓球（磁鐵玩具）第2頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三絢麗多彩的北極光第3頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三磁懸浮列車（上海）第4頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三磁在日常生活的應用第5頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三磁記錄第6頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三E靜止的電荷產生靜電場。運動的電荷產生何種場？ 運動的電荷既產生電場，又產生磁場！空間分布不隨時間變化的電流稱為穩恒電流。 穩恒電流

2、產生的磁場的空間分布也是不隨時間變的稱為穩恒磁場。第7頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三一 基本磁現象1. 自然磁現象 磁性：具有能吸引鐵磁物資（Fe、Co、Ni）的一種特性。磁體：具有磁性的物體。磁極：磁性集中的區域。磁極不能分離 (正負電荷可以分離開)。地磁：地球是一個大磁體。11.1 磁感應強度第8頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三 地核每400年比地殼多轉一周，地球的磁極每隔幾千年會發生顛倒。地殼地核地幔NS第9頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三幾個重要實驗實驗一(奧斯特)揭示出電流可對磁針施加作用力2. 基本磁現

3、象第10頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三實驗二(安培)揭示出磁鐵會對電流施加作用力第11頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三實驗三(安培)揭示出載流導線之間有相互作用力相互吸引相互排斥 上述現象都說明了：磁現象與運動電荷之間有著深刻的聯系。第12頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三3. 安培的分子電流假說 1822年安培提出了用分子電流來解釋磁性起源。 一切磁現象都起源于電流，任何物質的分子中都存在著環形電流（分子電流），每個分子電流就相當于一個基元磁體，當這些分子電流作規則排列時，宏觀上便顯示出磁性。第13頁，共40頁，2

4、022年，5月20日，11點30分，星期三 磁場磁作用通過磁場進行磁場運動電荷 (電流)運動電荷(電流)磁場磁鐵磁鐵電流電流第14頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三二 磁感應強度磁感強度 的定義在通電閉合回路中，取電流元電流元在磁場中的受力 (1) 磁場中任一點, 有一特定方向，當電流元與特定方向一致時，受力為零。方向為該點磁感應強度方向。第15頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三(2) 當電流元與該點磁感應強度方向垂直時， 受力最大。該點磁感應強度的大小 三者相互垂直,成右手螺旋關系。第16頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期

5、三(3) 當電流元與磁感應強度方向為 任意角度時受力大小：電流元在磁場中受力：稱為安培力，式子為安培公式。第17頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三磁感應強度的單位： 特斯拉地球的南、北兩極約為 610-5T ； 一般永磁體約 0.052T ；中子星磁場 108T ；人體磁場 1012T ；目前利用超導材料已能取得 40T 的強磁場。第18頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三一、畢奧薩伐爾定律 真空中的磁導率 大小：方向：右螺旋法則 磁 場：取?P11.2 畢奧薩伐爾定律 這里的u.相當于e.,只不過從分母挪動到分子，Idl相當于q，其他不變第19頁

6、，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三任意載流導線在 p點處的磁感應強度：上式也稱為磁感應強度疊加原理。 畢奧薩伐爾定律不能由實驗直接證明, 然而由這個定律出發得到的結果都很好的和實驗相符合。P*可見是從Idl指向r第20頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三二、畢奧-沙伐爾定律的應用計算各種電流分布產生的磁場的磁感強度基本步驟：1)任取電流元, 求出其在場點P產生的磁感的大小與方向；2)分析當電流元沿電流移動時， dB 的方向是否變化：p若不變,直接積分; 若變, 則要將dB適當的分解, 對各分量分別積分, 然后再合成起來。第21頁，共40頁，2022年

7、，5月20日，11點30分，星期三例題1. 載流直導線的磁場Ia解求距離載流直導線為a 處一點P 的磁感應強度 幾何關系Pl第22頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三(1) 無限長直導線方向：右螺旋法則(2) 任意形狀直導線PaI12I討論場點在直電流延長線上半無限長載流導線，場點在一端的垂線上第23頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三RxO求軸線上一點 P 的磁感應強度。根據對稱性方向滿足右手定則。Px例2. 載流圓線圈的磁場第24頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三(2)載流圓線圈的圓心處 (3) 一段圓弧在圓心處產生的磁場

8、I如果由N 匝圓線圈組成I(1)S磁矩定義討論第25頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三R (3)oIIRo (1)x推廣o (2)RI第26頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三 Ad(4)*oI(5)*第27頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三如圖，求O 點的磁感應強度。解練習I123RO第28頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三三、運動電荷的磁場 P+qS電流元內電荷數一個電荷產生的磁場電荷密度 n第29頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三若 ， 與 同向。若 ， 與 反向。 一個

9、以速度 運動的電荷, 在距它r 處所激勵的磁感應強度為：第30頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三Oab如圖的導線，已知電荷線密度為，當繞O點以 轉動時【解】1234線段1：O點的磁感應強度【例】【求】線段2：同理第31頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三線段3線段4Oab1234dr第32頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三例6 半徑為R 的帶電薄圓盤的電荷面密度為 ,并以角速度 繞通過盤心垂直于盤面的軸轉動。求圓盤中心的磁感應強度。第33頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三xORqrdr細圓環圓電流圓盤在中心處的磁場px解法一圓電流的磁場 向外向內第34頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三解法二運動電荷的磁場 第35頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三Assignments閱讀教材第5057頁活頁作業 P39-40頁第36頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三IP.a回 顧1、畢奧-薩伐爾定律磁感的大小:磁感的方向:由Idl轉向r 的右手螺旋方向。第37頁，共40頁，2022年，5月20日，11點30分，星期三2、直電流的磁場+aPa.無限長載流直導線b.半無限長載流直導線c.載流直導線延長線上第