第八章恒定电流的磁场优秀课件.ppt
第八章恒定电流的磁场第1页，本讲稿共25页一、磁场一、磁场一、磁场一、磁场 磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁场的重要属性：磁场的重要属性：磁场的重要属性：磁场的重要属性：它对处于其中的电流或者它对处于其中的电流或者运动电荷有力的作用，称为磁力（或称为磁运动电荷有力的作用，称为磁力（或称为磁场力）。场力）。运动电荷：正试验电荷 速度为 ，磁场对其施于作用力 。（二）磁感应强度（一）磁场（一）磁场电流电流（或（或运动电荷运动电荷）的周围存在着一种具有）的周围存在着一种具有能量、动量、质量，具有空间叠加性，但看能量、动量、质量，具有空间叠加性，但看不见的特殊物质，称为不见的特殊物质，称为磁场磁场。第2页，本讲稿共25页+定义：磁感应强度的定义：磁感应强度的大小大小大小大小单位：单位：“特斯拉特斯拉特斯拉特斯拉”（T T T T）“高斯高斯”（G G）磁感应强度的磁感应强度的方向方向方向方向：用矢量的矢积 表示实验中也可以由小磁针的磁北极实验中也可以由小磁针的磁北极N N的指向表示，的指向表示，第3页，本讲稿共25页与电流套链;闭合曲线（原因：磁单极不存在）;互不相交;方向与电流成右手螺旋关系;I IBB（三）磁感应线的特点：（三）磁感应线的特点：（三）磁感应线的特点：（三）磁感应线的特点：第4页，本讲稿共25页磁通量：通过磁场中某一曲面的磁感应线条数。磁通量：通过磁场中某一曲面的磁感应线条数。单位：单位：单位：单位：“韦伯韦伯韦伯韦伯”（WbWbWbWb）1 1 1 1、均匀磁场均匀磁场均匀磁场均匀磁场通过通过通过通过平面平面平面平面的磁通量计算的磁通量计算的磁通量计算的磁通量计算四、磁通量四、磁通量FFm m 第5页，本讲稿共25页dSdS2 2 2 2、非均匀磁场的磁通量计算、非均匀磁场的磁通量计算、非均匀磁场的磁通量计算、非均匀磁场的磁通量计算以曲面外法线方向为正以曲面外法线方向为正以曲面外法线方向为正以曲面外法线方向为正当 ，线穿出曲面 当 ，线穿入曲面第6页，本讲稿共25页P*则任意载流导线则任意载流导线在点在点 P P 处的磁感强度，由处的磁感强度，由叠加叠加叠加叠加原理原理原理原理得出得出得出得出：磁感应强度矢量的求法：1、要求载流导线在场点P处激发的 ,先由毕奥-萨伐尔定律，求出电流元 在场点P处激发的磁感应强度 第7页，本讲稿共25页记住几个结论：记住几个结论：（1 1）长为）长为L的载流直导线，其中电流为的载流直导线，其中电流为I，距离直导，距离直导线为线为d处的处的P P点的磁感应强度的大小：点的磁感应强度的大小：1 1，2 2分别指的是分别指的是PoPo线与电流线与电流始端始端A A的连线，的连线，PoPo线与电流末线与电流末端端B B的连线的夹角；的连线的夹角；d+aoPAB从从PoPo旋转到旋转到PAPA（或（或PB)PB)旋转方旋转方向与电流方向相同时角为正；向与电流方向相同时角为正；相反时，角为负相反时，角为负第8页，本讲稿共25页(2)(2)“无限长无限长”载流直导线在距离其为载流直导线在距离其为d d处激发的处激发的磁感应强度磁感应强度(3)(3)载流导线延长线上的磁场：载流导线延长线上的磁场：B=0B=0（4 4）圆电流圆心处的磁场）圆电流圆心处的磁场:(5)“(5)“无限长无限长”密绕载流直螺线管密绕载流直螺线管轴线轴线上磁场：上磁场：第9页，本讲稿共25页例：在真空中有一无限长载流直导线，试求：通过其右侧矩形线框的磁通量。ldxbaIx+解：解：解：解：第10页，本讲稿共25页求 例例 求半径为求半径为R，载有电流为，载有电流为I的细圆环在其圆心的细圆环在其圆心处处O O点所产生的磁感应强度。点所产生的磁感应强度。（方向：右手定则）（方向：右手定则）整个圆在整个圆在O O点处的磁感应强度大小点处的磁感应强度大小为为解：解：任取电流元，由毕任取电流元，由毕萨定律，其在萨定律，其在O O点的磁点的磁感应强度大小为：感应强度大小为：第11页，本讲稿共25页讨论：讨论：不完整的圆：则二分之一圆：则四分之一圆：则第12页，本讲稿共25页例：一段导线弯成如图所示平面图形，其中直线段ab和ef 的长度比两个半圆的直径R1和R2大的多。设导线中的电流为I。求：圆心O处的磁感强度。bIaefcdoR1R2解：第13页，本讲稿共25页二、稳恒磁场的高斯定理、环路定理二、稳恒磁场的高斯定理、环路定理二、稳恒磁场的高斯定理、环路定理二、稳恒磁场的高斯定理、环路定理高斯定理：高斯定理：说明：静磁场是说明：静磁场是“无源场无源场”安培环路定理：安培环路定理：说明：静磁场属于说明：静磁场属于“非保守场非保守场”电流的符号规定：当电流的符号规定：当电流方向电流方向与与积分回路的绕积分回路的绕行方向行方向构成构成右手螺旋关系右手螺旋关系时电流为正时电流为正,反之为负。反之为负。第14页，本讲稿共25页注意：注意：洛仑兹力不做功洛仑兹力不做功方向：方向：大小：大小：-+三、磁场对运动电荷、载流导线的作用三、磁场对运动电荷、载流导线的作用（1 1）洛仑兹力：）洛仑兹力：磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用第15页，本讲稿共25页ABdb实验表明：实验表明：位于磁场中的载流体侧面出现电势差的现象。位于磁场中的载流体侧面出现电势差的现象。应用：霍尔效应应用：霍尔效应U UH H：霍耳电势：霍耳电势差差+-I第16页，本讲稿共25页（1）q 0：R RH H的正负反映了载流子的正负的正负反映了载流子的正负（2）q VbB 在金属板a,b两点有电势差，且VaVbC 电子受到洛伦兹力而减速D 电子受到洛伦兹力而加速第24页，本讲稿共25页4 4、两半导体放在均匀磁场、两半导体放在均匀磁场B B中，且通以电流中，且通以电流I I，其上，其上下表面积累的电荷情况如图所示，试判断它们是何下表面积累的电荷情况如图所示，试判断它们是何种类型的半导体：种类型的半导体：IB+-+-IBnp第25页，本讲稿共25页
