2021-2022学年高二物理竞赛课件：电流与磁场.pptx

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1、6-1 库仑定律与电场强度库仑定律与电场强度6-2 电通量与高斯定理电通量与高斯定理6-3 静电场的环路定理与电势静电场的环路定理与电势6-4 静电场中的导体静电场中的导体6-5 静电场中的介质静电场中的介质 介质中的高斯定理介质中的高斯定理6-6 电场的能量电场的能量第六章第六章 电流与电场电流与电场 7-1 7-1 电电电电流流 电动势电动势 7-27-2 恒定磁场和磁感应强度恒定磁场和磁感应强度 7-37-3 毕奥毕奥-萨伐尔定律萨伐尔定律 7-47-4 磁场中的高斯定理磁场中的高斯定理 7-57-5 真空中磁场的安培环路定理真空中磁场的安培环路定理 7-6 7-6 磁场对运动电荷和载流

2、导线的作用磁场对运动电荷和载流导线的作用 7-77-7 磁力的功磁力的功 7-8 7-8 磁介质中的恒定磁场磁介质中的恒定磁场第七章第七章第七章第七章 电流与磁场电流与磁场电流与磁场电流与磁场88-1 -1 电磁感应的基本定律电磁感应的基本定律电磁感应的基本定律电磁感应的基本定律88-2-2 动生电动势动生电动势动生电动势动生电动势88-3-3 感生电动势感生电动势感生电动势感生电动势 感生电场感生电场感生电场感生电场88-4-4 自感和互感自感和互感自感和互感自感和互感88-5-5 磁场的能量磁场的能量磁场的能量磁场的能量88-6-6 RLRL和和和和RCRC电路中的暂态过程电路中的暂态过程

3、电路中的暂态过程电路中的暂态过程88-7-7 位移电流和全电流定律位移电流和全电流定律位移电流和全电流定律位移电流和全电流定律88-8 -8 麦克斯韦电磁场方程组麦克斯韦电磁场方程组麦克斯韦电磁场方程组麦克斯韦电磁场方程组第八章第八章 电磁场与麦克斯韦方程组电磁场与麦克斯韦方程组 7-1 7-1 电电电电流流 电动势电动势7-1 电电流流 电动势电动势一、电流一、电流一、电流一、电流形成的条件形成的条件形成的条件形成的条件1、电流概念电流概念电流是大量电荷有规则的定向运动。电流是大量电荷有规则的定向运动。形成电流的电荷携载者称为形成电流的电荷携载者称为载流子载流子。载流子载流子金属中的自由电子

4、金属中的自由电子电解质溶液中的正离子和负离子电解质溶液中的正离子和负离子气体中的电子或离子气体中的电子或离子半导体中的电子或带正电的半导体中的电子或带正电的“空穴空穴”q（还有一类称为位移电流位移电流，将在下一章介绍）2、导体中形成电流的条件：、导体中形成电流的条件：（1）有可以移动的电荷；有可以移动的电荷；（2）有维持电荷作定向移动的电场。有维持电荷作定向移动的电场。运流电流：运流电流：由带电物体的机械运动形成的电流。由带电物体的机械运动形成的电流。形成的电流。形成的电流。传导电流：传导电流：电子或离子在导体中作有规则运动电子或离子在导体中作有规则运动 电电流流分分类类 定义：定义：单位时间

5、内通过导体任一截面的电量为电流强单位时间内通过导体任一截面的电量为电流强度度(electric current strength)，简称电流。简称电流。电电流流强强度度随随时时间间而而变变化化(例例如如交交流流电电)，可可用用瞬瞬时时电电流强度来表示，即：流强度来表示，即：单位：安培单位：安培(A)S二、电流强度二、电流强度常量常量当当，这时电流称为恒定电流（直流电）。，这时电流称为恒定电流（直流电）。电路中维持恒定电流，电路中必存在电场。电路中维持恒定电流，电路中必存在电场。三、电流密度矢量三、电流密度矢量E+nd SdI方向：正电荷漂移运动的方向：正电荷漂移运动的 方向。方向。大小：大小：

6、电流密度矢量电流密度矢量dSSdSdSdS.dS=.dS=电流强度也可认为是电流密度矢量的通量。电流强度也可认为是电流密度矢量的通量。四、电源及电源电动势四、电源及电源电动势四、电源及电源电动势四、电源及电源电动势 外电路：外电路：外电路：外电路：电流从高电位向低电电流从高电位向低电电流从高电位向低电电流从高电位向低电位运动。位运动。位运动。位运动。内内内内电电电电路路路路：外外外外力力力力将将将将电电电电荷荷荷荷从从从从低低低低电电电电位位位位移向高电位，克服静电场力作功。移向高电位，克服静电场力作功。移向高电位，克服静电场力作功。移向高电位，克服静电场力作功。+A AB B-+E EE E

7、+Fk使电荷能逆着电场方向运使电荷能逆着电场方向运动的力，称动的力，称非静电力非静电力。它。它使得电流的流动得已维持。使得电流的流动得已维持。电源作用：电源作用：提供非静电力提供非静电力 ，将，将+q由负极板移向正极，保持极板由负极板移向正极，保持极板间电势差，以形成持续的电流。间电势差，以形成持续的电流。电源的高电位叫正极，电源的高电位叫正极，电位低的叫负极。电位低的叫负极。电电电电源源源源(power supply)：能能够够提提供供非非静静电电力力维维持持电电势势差差的的装装置置。是能量转换的装置。是能量转换的装置。电源电动势电源电动势(electromotive force,Emf)：

8、把单位正电荷经把单位正电荷经电源内部从负极移到正极，非静电力所作的功。电源内部从负极移到正极，非静电力所作的功。若若 存在于整个电路：存在于整个电路：电动势方向设定的图示法：电动势方向设定的图示法：说明说明说明说明：反映电源做功本领，与外电路闭合与否无关。反映电源做功本领，与外电路闭合与否无关。是标量，遵循代数运算法则。是标量，遵循代数运算法则。表示单位正电荷表示单位正电荷受到的非静电力，受到的非静电力，称为非静电力场强。称为非静电力场强。电流的磁效应电流的磁效应 1819奥斯特实验表明：电奥斯特实验表明：电流对磁极有力的作用流对磁极有力的作用磁铁对电流有作用磁铁对电流有作用电流间有电流间有相互作用相互作用载流线圈的行为像一块磁铁载流线圈的行为像一块磁铁 在温度为在温度为 T 的平衡态下，物质分子的每一个自由度的平衡态下，物质分子的每一个自由度都具有相同的平均动能，等于都具有相同的平均动能，等于 。分子的平均总动能分子的平均总动能“i”为分子自由度数为分子自由度数单原子分子：单原子分子：多原子分子：多原子分子：双原子分子：双原子分子：