高二物理竞赛课件：磁场的磁感应强度和电容电容器.pptx

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1、（1）永磁体具有磁性，能吸引铁、钴、镍等物质。）永磁体具有磁性，能吸引铁、钴、镍等物质。（2）永磁体具有磁极，分磁北极）永磁体具有磁极，分磁北极 N 和磁南极和磁南极 S 。（3）磁极之间存在相互作用，）磁极之间存在相互作用， 同性相斥，异性相吸。同性相斥，异性相吸。（4）磁极不能单独存在。）磁极不能单独存在。SN1、磁现象、磁现象永磁体的性质永磁体的性质东汉王充东汉王充论衡论衡描述：描述：司南勺司南勺最早的指南器具最早的指南器具指南针指南针 十一世纪沈括发明指南针，发现地磁偏角，十一世纪沈括发明指南针，发现地磁偏角，比欧洲的哥伦布早四百年比欧洲的哥伦布早四百年地磁偏角（地磁偏角（geomag

2、netic declination)奥斯特实验（奥斯特实验（18191819年）年）1820年安培的发现年安培的发现SN 放在磁体附近的载流导线或线圈会受到力的放在磁体附近的载流导线或线圈会受到力的作用而发生运动。作用而发生运动。-S+磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用电子束电子束N 磁现象与电荷的运动有着密切的关系。运磁现象与电荷的运动有着密切的关系。运动电荷既能产生磁效应，也能受磁力的作用。动电荷既能产生磁效应，也能受磁力的作用。安培分子电流假说（安培分子电流假说（18221822年）年）二二 磁磁 感感 强强 度度B 带电粒子在磁场中运动所受的力与试探电荷的带电粒子在磁场中运动所受

3、的力与试探电荷的电量、运动速度和运动方向有关电量、运动速度和运动方向有关.方向：磁场中的每一点都有一个特征方向，当试探方向：磁场中的每一点都有一个特征方向，当试探电荷电荷q0沿这个方向运动时不受力。这一特征方向定沿这个方向运动时不受力。这一特征方向定义为磁场的方向义为磁场的方向。FvB带电粒子在磁场中沿运动时带电粒子在磁场中沿运动时 垂直垂直于于 与与 组成的平面组成的平面. 当带电粒子在磁场中运动速度当带电粒子在磁场中运动速度 垂直于磁感强垂直于磁感强度度 时，所受磁力最大时，所受磁力最大.BvFFFmax大小：大小： ，该比值只取决于该点磁场的，该比值只取决于该点磁场的性质，与试探电荷无关

4、性质，与试探电荷无关v0maxqFvqFB0vqFB0即单位速率的单位电荷所受的最大磁即单位速率的单位电荷所受的最大磁力，这个值反映了该点磁场的强弱。力，这个值反映了该点磁场的强弱。 磁场的方向确定如下磁场的方向确定如下：规定：规定 （ 和和 的矢积）所决定的矢量方向与正电荷所受的的矢积）所决定的矢量方向与正电荷所受的磁力磁力 的方向相同，或者与负电荷所受磁的方向相同，或者与负电荷所受磁力力 的方向相反，因为的方向相反，因为 是给定的，是给定的， 由由 实验测得，则实验测得，则 的方向有上述规定唯一确的方向有上述规定唯一确定。定。BvvBFFvFB单位：单位：T（特斯拉）（特斯拉）四四 磁场叠

5、加原理磁场叠加原理由若干个运动电荷共同激发的磁场中，某点的总的由若干个运动电荷共同激发的磁场中，某点的总的磁感应强度磁感应强度 等于各场源电荷单独激发的磁场在等于各场源电荷单独激发的磁场在该点的磁感应强度的矢量和，即该点的磁感应强度的矢量和，即BiiBB一一 孤立导体的电容孤立导体的电容VQC 例如例如 孤立的导体球的电容孤立的导体球的电容RRQQVQC0044RQF107m,104 . 64E6ECR 地球地球单位单位 C/V1F1F10pF112F10F166-4-3 电容电容 电容器电容器 第六章第六章 静电场和稳恒电流场静电场和稳恒电流场二二 电容器电容器电容器电容电容器电容UQVVQ

6、CBA 电容的大小仅与导体的电容的大小仅与导体的形状形状、相对位置相对位置、其间的、其间的电电介质介质有关有关. . 与所带电荷量与所带电荷量无关无关. .三三 电容器电容的计算电容器电容的计算AVBVQQ1 1）设两极板分别带电设两极板分别带电 ； 2 2）求求 ； QEUC3 3）求求 ；4 4）求求 . .步骤步骤lEUABABd6-4-3 电容电容 电容器电容器 第六章第六章 静电场和稳恒电流场静电场和稳恒电流场dS1 平板电容器平板电容器+ + + +QQ-SQE00（2）两带电平板间的电场强度两带电平板间的电场强度（1）设设两导体板分别带电两导体板分别带电QSQdEdU0（3）两带

7、电平板间的电势差两带电平板间的电势差dSUQC0（4）平板电容器电容平板电容器电容6-4-3 电容电容 电容器电容器 第六章第六章 静电场和稳恒电流场静电场和稳恒电流场 例例1 1 平行平板电容器的极板是边长为平行平板电容器的极板是边长为 的正方的正方形，两板之间的距离形，两板之间的距离 . .如两极板的电势差如两极板的电势差为为 ，要使极板上储存，要使极板上储存 的电荷的电荷, ,边长边长 应取多大才行应取多大才行. .lmm1dV100C104l解解F10F1001064UQC2lS m6 .100Cdl6-4-3 电容电容 电容器电容器 第六章第六章 静电场和稳恒电流场静电场和稳恒电流场

8、ARBRlBRl 平行板电平行板电容器电容容器电容2 圆柱形电容器圆柱形电容器,AABRRRddSdlRCA002ABRRlUQCln20ABRRRRlQrrUBAln22d00（3） )(,20BARrRrE（2）（4）电容电容+-（1 1）设设两导体圆两导体圆柱柱面单位长度上面单位长度上分别带电分别带电6-4-3 电容电容 电容器电容器 第六章第六章 静电场和稳恒电流场静电场和稳恒电流场1R2R例球形电容器的电容例球形电容器的电容球形电容器是由半径分别为球形电容器是由半径分别为 和和 的两同心金的两同心金属球壳所组成属球壳所组成1R2R解解设内球带正电（），外球带负电（）设内球带正电（），

9、外球带负电（）QQrr204erQE)(21RrR2120d4dRRlrrQlEU)11(4210RRQ,2R104RC孤立导体球电容孤立导体球电容P*6-4-3 电容电容 电容器电容器 第六章第六章 静电场和稳恒电流场静电场和稳恒电流场R2dE)(2200 xdxEEExxdxxEURdRRdRd)11(2d0RdRRdlnln00单位长度的单位长度的电容电容RdUCln0解解 设两金属线的电荷线密度为设两金属线的电荷线密度为EE 例例3 3 两半径为两半径为 的平行长直导线中心间距为的平行长直导线中心间距为 ，且且 , , 求单位长度的电容求单位长度的电容 . .RdRd oxPxxd 6-4-3 电容电容 电容器电容器 第六章第六章 静电场和稳恒电流场静电场和稳恒电流场三三 电容器的串联和并联电容器的串联和并联电容器的并联电容器的并联21CCC电容器的串联电容器的串联21111CCC1C2C1C2C6-4-3 电容电容 电容器电容器 第六章第六章 静电场和稳恒电流场静电场和稳恒电流场