1、第1頁，共28頁，2022年，5月20日，6點14分，星期五大小：單位時間通過導體某一橫截面的電量。方向：正電荷運動的方向電流是有方向的標量。單位：安培（A）。14-1 電流和電流密度電流強度電流強度 第2頁，共28頁，2022年，5月20日，6點14分，星期五幾種典型的電流分布粗細均勻的金屬導體半球形接地電極附近的電流粗細不均勻的金屬導線第3頁，共28頁，2022年，5月20日，6點14分，星期五電阻法勘探礦藏時的電流同軸電纜中的漏電流幾種典型的電流分布 電流只能反映整個截面的電流通量（電荷流量），不能反映導體中每一點的電流情況。第4頁，共28頁，2022年，5月20日，6點14分，星期五1

2、). 定義: 某點的電流密度 （矢量） 方向：該點正電荷定向運動的方向。 即該點電場強度的方向。 大小：單位時間內通過垂直于該點正電荷 運動方向 的單位面積上的電量。電流密度 第5頁，共28頁，2022年，5月20日，6點14分，星期五討論：3. 金屬內部有： 無電場時，v = 0，無電流。載流子作無規則熱運動。有外場時，載流子以 v 定向運動。 v：載流子的漂移速度（自由電子的平均速度），疊加在熱運動速度上。1. 為電流密度 ，反映了導體內每一點的電流情況。2. 為矢量 。單位：A/m2 e為負值， 與 相反。第6頁，共28頁，2022年，5月20日，6點14分，星期五2）電流密度和電流強度

3、的關系 (a) 通過面元dS的電流強度電流線dSdSnJ第7頁，共28頁，2022年，5月20日，6點14分，星期五JdSS電流強度是通過某一面積的電流密度的通量。任取小面元通過小面元的電流強度通過任一面積S的電流強度(b)通過電流場中任一面積 S 的電流強度第8頁，共28頁，2022年，5月20日，6點14分，星期五3） 電流連續性方程即 上式是電荷守恒定律的數學表述，又稱 電流連續性方程。 在有電荷流動的導體內任取一閉合曲面S。 根據電荷守恒，它應等于dt時間內S內電荷量的減少。單位時間內通過S向外凈流出的電荷量應等于第9頁，共28頁，2022年，5月20日，6點14分，星期五歐姆定律和恒

4、定電流部分自學。理論上可以證明電流密度和電場強度的關系為第10頁，共28頁，2022年，5月20日，6點14分，星期五 磁針和磁針的相互作用 磁力是運動電荷之間相互作用的體現。 載流導線與載流導線的相互作用 在磁鐵附近的載流導線受到磁力的作用 （圖14.7） 載流導線與磁針的相互作用INSNSNS14-3 磁力和電荷的運動第11頁，共28頁，2022年，5月20日，6點14分，星期五磁現象如何解釋？物質磁性的本質是什么？結論： 運動的電荷產生磁力 1822年, 安培提出分子電流假說：任何物質的分子中都存在環形電流分子電流, 相當于一個基元磁鐵。物質表現出的磁性，就是分子電流趨于沿同一方向排列的

5、結果。 近代原子結構理論表明, 電子繞原子核旋轉, 且還有自旋, 這些運動形成分子環流, 這就是物質磁性的基本來源。第12頁，共28頁，2022年，5月20日，6點14分，星期五 14-4 磁場與磁感應強度一 磁場電流通過各自激發的磁場相互作用。運動的電荷除激發電場外，還激發磁場。與 運動速度無關，為電場力。是與磁場有關的物理量。第13頁，共28頁，2022年，5月20日，6點14分，星期五二 磁感應強度矢量被稱為磁感應強度，反映磁場性質，只與激發磁場的電流（運動電荷）性質有關。洛侖茲力公式 運動電荷在空間所受的合力為電場力與磁場力的矢量和。其中磁場力又稱洛侖茲力。1 洛侖茲公式2 磁感應強度

6、的確定大小：方向：q0不受磁力時的運動方向。第14頁，共28頁，2022年，5月20日，6點14分，星期五3 單位特斯拉，T。產生磁場的源：電流或運動電荷。1 磁感應線：定義：曲線上每一點的切線方向都與該點磁感應強度方向相同。工程常用高斯，Gs。三 磁場迭加原理磁場迭加原理：空間有若干個磁場源時，其總磁場為這些磁場源各自單獨存在時產生磁場的矢量和。四 磁通量第15頁，共28頁，2022年，5月20日，6點14分，星期五磁感應線性質：（1）磁感應線無頭無尾，永遠閉合。（2）磁感應線密度與磁感應強度成正比。 2 磁通量 單位：韋伯，Wb。長直導線圓電流螺線管第16頁，共28頁，2022年，5月20

7、日，6點14分，星期五五 磁場中的高斯定理 根據磁感應線無頭無尾、永遠閉合的性質，得：磁場中的高斯定理，也叫磁通連續定理磁荷不存在！磁場是無源場。第17頁，共28頁，2022年，5月20日，6點14分，星期五 六 電磁場的對比無源場，磁荷不存在。電場磁場有源場，電荷為源。保守場、發散場。非保守場、渦旋場。第18頁，共28頁，2022年，5月20日，6點14分，星期五14-5 帶電粒子在磁場中的運動回顧：中學情況：在勻強磁場中特殊性：磁場勻強且提供向心力，有：第19頁，共28頁，2022年，5月20日，6點14分，星期五周期：周期與速度、半徑無關 -回旋加速器原理。 不受磁場影響，粒子運動為：平

8、行磁場的勻速直線運動與垂直磁場的勻速率圓周的合成 ：-螺旋運動。螺距：第20頁，共28頁，2022年，5月20日，6點14分，星期五圖示：磁聚焦：發散角不太大的粒子束，速度水平分量幾乎相等，具有相同的螺距，從一點射入磁場后，經過每個周期都將會聚在同一點。（P412圖）螺距完全取決于水平速度分量。第21頁，共28頁，2022年，5月20日，6點14分，星期五14-7 載流導線所受磁力和磁力矩一 安培力安培力公式 為電流元 -理想模型。電流密度 的方向與 方向相同，有：第22頁，共28頁，2022年，5月20日，6點14分，星期五例題：求勻強磁場中彎曲載流導線的受力。由于B為常數，有：所有 的矢量

9、和，等于彎曲導線從a到b的直線段第23頁，共28頁，2022年，5月20日，6點14分，星期五線圈平面與磁場夾角為 ，da：bc：F1、F2大小相等，方向相反，在同一直線上。ab：F3cd：F4通電線圈在磁場中轉動二 磁力矩第24頁，共28頁，2022年，5月20日，6點14分，星期五da：bc：F1、 F2 大小相等，方向相反，在同一直線上。a b：c d：F3、 F4 大小相等，方向相反，不在同一直線上。力矩作用，線圈轉動。ab：F3cd：F4第25頁，共28頁，2022年，5月20日，6點14分，星期五ab：cd：求力矩 MF4F3線圈面積定義磁矩：其矢量式：第26頁，共28頁，2022年，5月20日，6點14分，星期五綜上所述：平面載流線圈在均勻磁場中受的力矩：磁矩方向與電流方向成右手螺旋關系載流線圈的磁矩* 在非均勻磁場中，載流線圈除受到磁力矩外，還