电流和磁力优秀课件.ppt
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1、第1页,本讲稿共28页大小:单位时间通过导体某一横截面的电量。大小:单位时间通过导体某一横截面的电量。方向:正电荷运动的方向方向:正电荷运动的方向电流是有方向的标量。电流是有方向的标量。单位:安培(单位:安培(A A)。)。114-1 4-1 电流和电流密度电流和电流密度电流强度电流强度电流强度 第2页,本讲稿共28页几种典型的电流分布粗细均匀的金属导体半球形接地电极附近的电流粗细不均匀的金属导线第3页,本讲稿共28页电阻法勘探矿藏时的电流同轴电缆中的漏电流几种典型的电流分布 电流只能反映整个截面的电流通量(电荷流量),不能反映导体中每一点的电流情况。第4页,本讲稿共28页1).定义定义:某点
2、的电流密度某点的电流密度(矢量)(矢量)方向:该点正电荷定向运动的方向。方向:该点正电荷定向运动的方向。即该点电场强度的方向。即该点电场强度的方向。大小:单位时间内通过垂直于该点正电荷大小:单位时间内通过垂直于该点正电荷 运动方向运动方向 的单位面积上的电量。的单位面积上的电量。电流密度电流密度 第5页,本讲稿共28页讨论:讨论:3.3.金属内部金属内部有:有:无电场时,无电场时,v=0,无电流。载流子作无规则热运动。有外场,无电流。载流子作无规则热运动。有外场时,载流子以时,载流子以 v 定向运动。定向运动。v:载流子的漂移速度载流子的漂移速度(自由电子的平均速度),(自由电子的平均速度),
3、叠加在热运叠加在热运动速度上。动速度上。1.为电流密度为电流密度 ,反映了导体内每一点的电流情况。,反映了导体内每一点的电流情况。2.为矢量为矢量 。单位:。单位:A/m2 e为负值,为负值,与与 相相反。反。第6页,本讲稿共28页2)电流密度和电流强度的关系)电流密度和电流强度的关系 (a)通过面元通过面元dS的电流强度的电流强度电流线dSdSnJ第7页,本讲稿共28页JdSS电流强度是通过某一面积的电流密度的通量。电流强度是通过某一面积的电流密度的通量。任取小面元任取小面元通过小面元的电流强度通过小面元的电流强度通过任一面积通过任一面积S的电流强度的电流强度(b)通过电流场中任一面积通过电
4、流场中任一面积 S 的电流强度的电流强度第8页,本讲稿共28页3)电流连续性方程即 上式是电荷守恒定律的数学表述,又称上式是电荷守恒定律的数学表述,又称 电流连续性方程。电流连续性方程。在有电荷流动的导体内任取一闭合曲面S。根据电荷守恒,它应等于根据电荷守恒,它应等于dt时间内时间内S内电荷量内电荷量的减少。的减少。单位时间内通过单位时间内通过S向外净流出的电荷量应等于向外净流出的电荷量应等于第9页,本讲稿共28页欧姆定律和恒定电流部分自学。理论上可以证明电流密度和电场强度的关系为第10页,本讲稿共28页 磁针和磁针的相互作用磁针和磁针的相互作用 磁力是运动电荷之间相互作用的体现。磁力是运动电
5、荷之间相互作用的体现。载流导线与载流导线的相互作用载流导线与载流导线的相互作用 在磁铁附近的载流导线受到磁力的作用在磁铁附近的载流导线受到磁力的作用(图(图14.7)载流导线与磁针的相互作用载流导线与磁针的相互作用INSNSNS114-3 4-3 磁力和电荷的运动磁力和电荷的运动第11页,本讲稿共28页磁现象如何解释?磁现象如何解释?物质磁性的本质是什么?物质磁性的本质是什么?结论:结论:运动的电荷产生磁力运动的电荷产生磁力 18221822年年,安安培培提提出出分分子子电电流流假假说说:任任何何物物质质的的分分子子中中都都存存在在环环形形电电流流分分子子电电流流,相相当当于于一一个个基基元元
6、磁磁铁铁。物物质质表表现现出出的的磁磁性性,就就是是分分子子电电流流趋趋于于沿沿同同一一方方向向排排列列的的结结果。果。近近代代原原子子结结构构理理论论表表明明,电电子子绕绕原原子子核核旋旋转转,且且还还有有自自旋旋,这这些些运运动动形形成成分分子子环环流流,这这就就是是物物质质磁磁性性的的基基本本来来源。源。第12页,本讲稿共28页 14-4 14-4 磁场与磁感应强度磁场与磁感应强度一一 磁场磁场电流通过各自激发的电流通过各自激发的磁场磁场相互作用。相互作用。运动的电荷除激发运动的电荷除激发电场电场外,外,还激发还激发磁场磁场。与与 运动速度无关,为电场力。运动速度无关,为电场力。是与磁场
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