磁感应强度磁场的高斯定理ppt课件.ppt
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1、有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。4-3 稳恒磁场基本内容稳恒磁场基本内容有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。磁感应强度磁感应强度 磁场的高斯定理磁场的高斯定理毕奥毕奥- -萨伐尔定律萨伐尔定律安培环路定理安培环路定理磁场对载流导线的作用磁场对载流导线的作用有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信
2、任的合作环境。一、磁感应强度一、磁感应强度 磁场的高斯定理:磁场的高斯定理:1 1、基本磁现象:基本磁现象:磁铁磁铁磁铁磁铁(1 1)磁极:同性相斥,异性相吸。)磁极:同性相斥,异性相吸。(2 2)N, SN, S极不可单独存在。极不可单独存在。方家以磁石磨针锋,则能指方家以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。南,然常微偏东,不全南也。 梦溪笔谈梦溪笔谈有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。磁石古绩点滴磁石古绩点滴 先秦古书先秦古书管子管子:“上有慈石者下有铜金上有慈石者下有铜金”。
3、 秦始皇秦始皇 阿房宫北阙门用大块大块的阿房宫北阙门用大块大块的磁石磁石建造,建造,防刺客暗杀。防刺客暗杀。 晋代,马隆率兵与羌人作战,羌兵身披铁甲,晋代,马隆率兵与羌人作战,羌兵身披铁甲,剽悍异常,马隆的部队伤亡很大。马隆用计:剽悍异常,马隆的部队伤亡很大。马隆用计:在敌军必经的山路两旁堆放大量磁石,然后令在敌军必经的山路两旁堆放大量磁石,然后令士兵脱去铁甲,诱敌深入。羌兵被磁石吸住,士兵脱去铁甲,诱敌深入。羌兵被磁石吸住,个个步履艰难。马隆率兵乘势追杀。羌兵以为个个步履艰难。马隆率兵乘势追杀。羌兵以为中了魔法,士气大衰。马隆打了大胜仗。中了魔法,士气大衰。马隆打了大胜仗。有利于学习和创新的
4、组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。2 2、实验现象:、实验现象:(1 1)奥斯特实验()奥斯特实验(18191819)I IN NS S电流电流磁铁磁铁有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。I II II IS SN N(2 2)安培实验)安培实验磁磁铁铁电电流流电电流流电电流流有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互
5、信任的合作环境。磁铁磁铁磁铁磁铁电流电流磁场磁场电流电流问题问题1 1:磁铁和电流产生的磁场磁铁和电流产生的磁场 在本质上是否一致?在本质上是否一致?问题问题2 2:磁场的性质?磁场的性质?有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。3 3、安培分子电流假设、安培分子电流假设条形磁铁条形磁铁螺线管螺线管类类比比电流电流磁场磁场电流电流有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。4 4、磁感应强度:、磁
6、感应强度:电流电流运动的电荷运动的电荷运动的试探电荷运动的试探电荷实验结论:实验结论:(1 1)磁力大小与试探电荷运动方磁力大小与试探电荷运动方向有关,磁力方向总是和试探电荷向有关,磁力方向总是和试探电荷运动方向垂直。运动方向垂直。磁场磁场有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。(2 2)运动试探电荷沿磁场中某一运动试探电荷沿磁场中某一 特定方向特定方向运动时,磁力为零。运动时,磁力为零。B B+q+qv vFm (3 3)如果电荷沿与磁场方向垂直的如果电荷沿与磁场方向垂直的方向运动,受到的磁
7、力最大方向运动,受到的磁力最大 F Fm m 。磁感应强度磁感应强度 B B的方向的方向有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。vFqFmm ,v v+q+qFmFmB B定义定义磁感应强度磁感应强度 B B大小:大小:BFqm v方向:方向:对对正正电电荷荷而而言言,的的方方向向由由的的方方向向确确定定B Fvm 有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。磁感应强度的单位:磁感应强度的单位:国
8、际单位制:国际单位制: 特斯拉(特斯拉(T T)(4 4)磁感应线:磁感应线:形象化手段来描述稳恒磁场特征形象化手段来描述稳恒磁场特征B B的大小的大小决定于磁感应线决定于磁感应线的疏密程度的疏密程度B B的方向的方向对应于磁对应于磁感应线的感应线的切线方向切线方向有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。磁感应线的特点:磁感应线的特点:磁感应线是和闭合电流相互磁感应线是和闭合电流相互套链的无头无尾的套链的无头无尾的闭合线。闭合线。环绕方向与电环绕方向与电流方向成右手流方向成右手螺旋关系。螺旋关
9、系。电流电流磁感应线磁感应线有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。I载流直导线的磁感应线载流直导线的磁感应线右手螺旋有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。5 5、磁感应通量、磁感应通量 磁场高斯定理磁场高斯定理SdBd dBdSB dScos BdS定义:定义:dSdSn有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放
10、又相互信任的合作环境。如果如果S S为闭合曲面为闭合曲面BdSS 0S S意义:稳恒磁场是无源场。意义:稳恒磁场是无源场。稳恒磁场中的高斯定理稳恒磁场中的高斯定理通过磁场中任一闭通过磁场中任一闭合曲面的磁感应强合曲面的磁感应强度的通量为零。度的通量为零。有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。二、二、毕奥毕奥- -萨伐尔定律萨伐尔定律带电体带电体电荷元电荷元静电场静电场载流导线载流导线稳恒磁场稳恒磁场电流元电流元有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价
11、值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。1 1、电流元的定义:、电流元的定义:矢量矢量IdlI I线元线元dl大小:大小: I Idl方向:方向: 与电流方向一致与电流方向一致物理模型!物理模型!有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 2 2、 毕毕- -萨定律萨定律dBIdlrr 034IdlI IrdB3 3、讨论:、讨论:():141007 T m / A0真真 空空 磁磁 导导 率率 有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客
12、价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。(2 2)任意线电流产生的磁场任意线电流产生的磁场BdBIdlrrLL 034对载流导线积分对载流导线积分矢量积分矢量积分有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。(3 3)运动电荷产生的磁场)运动电荷产生的磁场30v4 rrqBv vB Br rq0q0v vB Br rq0q0有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。(1 1)无限
13、长载流导线无限长载流导线dIB203、毕、毕 - 萨定律的应用:萨定律的应用:由毕由毕 - 萨定律可求得萨定律可求得一些典型载流体产生一些典型载流体产生的磁场的磁场 。d dI有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。(2 2)长直螺线管内部磁场:长直螺线管内部磁场:BnI 0内部为均匀磁场!内部为均匀磁场!有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 直线电流的磁场直线电流的磁场IP12d选取电流
14、元选取电流元 , ,写出写出lIdBd304rrlIdBdr方向:按右手螺旋,垂直板面向里lId有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。载流导线上任何电流元在载流导线上任何电流元在P点激发的点激发的磁场磁场dB,方向都相同,垂直板面向里。,方向都相同,垂直板面向里。矢量积分简化为代数的积分矢量积分简化为代数的积分20sin4rIdldB20sin421rIdlBAA有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任
15、的合作环境。cos)cos(rrl统一变量统一变量sin)sin(rrdcotdldddl2csc于是得到于是得到有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。21sin40ddIB)cos(cos4210dIB直线电流的磁场直线电流的磁场方向:由右手螺旋确定方向:由右手螺旋确定有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。讨论:讨论:若导线为无限长,则若导线为无限长,则012dIB20无限长载流直导线无
16、限长载流直导线周围的磁感应强度周围的磁感应强度B,其大小与距离其大小与距离d成反比,而方向由右手成反比,而方向由右手螺旋法则确定。螺旋法则确定。有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。三、三、安培环路定理安培环路定理静电场静电场E dSqSii 10 E dlL 0有源无旋场有源无旋场稳恒磁场稳恒磁场B dSS 0?B dlL ?有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。Bd lIL 0 在磁场
17、中,沿任何闭合曲线在磁场中,沿任何闭合曲线B B矢矢量的线积分(环流),量的线积分(环流),等于真空的等于真空的磁导率乘以穿过以这闭合曲线为边磁导率乘以穿过以这闭合曲线为边界所张任意曲面的各恒定电流的代界所张任意曲面的各恒定电流的代数和。数和。1 1、真空中的安培环路定理、真空中的安培环路定理有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。B dlIL 0讨论:讨论:(1 1)I I为代数值,有正负之分。为代数值,有正负之分。当当I I方向与方向与L L的绕向成右的绕向成右旋,旋,I I取正;取正;
18、当当I I方向方向与与L L的绕向成左旋,的绕向成左旋,I I取取负!负! I IL L(2 2)物理意义:物理意义:稳恒磁场是非保稳恒磁场是非保 守场。守场。有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。磁磁场场强强度度 BH 磁场强度只与传导电磁场强度只与传导电流有关,与磁化电流流有关,与磁化电流无关无关定义物理量定义物理量 H H(1)、)、 = r 0 :磁导率(真空磁导率(真空 r =1 )。)。2 2、磁介质中的安培环路定理、磁介质中的安培环路定理有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满
19、活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。I II Is s 磁介质中的安培定理磁介质中的安培定理 传传导导IldHL BH 有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。电电流流 磁磁场场B dSH dlISL 0电电流流?有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。四四、磁场对载流导线的作用、磁场对载流导线的作用1 1、安培定律:、安培定律
20、:一电流元在磁场中一电流元在磁场中受到的安培力为受到的安培力为dFIdlB IlIdB Fd有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。FdFIdlBLL 对载流导线积分对载流导线积分矢矢量量积积分分一段载流导线在磁场中受到的一段载流导线在磁场中受到的安培力为:安培力为:有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。2 2、安培定律的应用安培定律的应用(1 1)直导线在匀强磁场中)直导线在匀强磁场中I
21、IB Bz zL LdFBIdl sin FdFBIdlLL sin BILsin dFdF有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。4 4、 磁力的功磁力的功(1)载流导线在磁场中平动载流导线在磁场中平动BABCDABFFBIl 磁力的功:磁力的功: AABIlAAFA有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。BACDABAB运动前后穿运动前后穿过回路磁通量过回路磁通量的增量:的增量:ABIl
22、AA BlDABlDABl AA = AI F有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。5、磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用(1)洛伦兹力)洛伦兹力实验指出:运动电荷在磁场中受力的实验指出:运动电荷在磁场中受力的作用,其大小和方向为:作用,其大小和方向为:FqB v讨论:讨论:洛伦兹力方向与洛伦兹力方向与q的正负相关。的正负相关。 洛伦兹力不作功。洛伦兹力不作功。有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互
23、信任的合作环境。(2)带电粒子在磁场中运动)带电粒子在磁场中运动速度与磁场平行速度与磁场平行B BvFqB vF=0粒子作匀速直线运动粒子作匀速直线运动有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 速度与磁场垂直速度与磁场垂直BvqFq B v与速度方向垂直与速度方向垂直粒子作匀速圆周运动粒子作匀速圆周运动qvBmvR 2 Rm vq BF有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。BvqF周周 期期
24、 : TRv 2 = 2mq B与速度无关与速度无关回旋加速器的工作原理回旋加速器的工作原理有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。 mqB+B-有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。4-4 电磁感应与电磁波电磁感应与电磁波有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。静电力静电力非静电力非静电力
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