11-1恒定电流和导电规律.ppt
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1、第十一章第十一章第十一章第十一章 电流和恒磁场电流和恒磁场电流和恒磁场电流和恒磁场1 11-1 恒定电流条件和导电规律恒定电流条件和导电规律 11-2 磁场和磁感应强度磁场和磁感应强度 11-3 毕奥毕奥 萨伐尔定律萨伐尔定律 11-4 磁场的高斯定理和安培环路定理磁场的高斯定理和安培环路定理 11-5 磁场对电流的作用磁场对电流的作用 11-6 带电粒子在磁场中的运动带电粒子在磁场中的运动10-7 抗磁性与铁磁性抗磁性与铁磁性第十一章第十一章 电流和恒磁场电流和恒磁场2要求:要求:1.深入理解描述直流电各物理量的定义和计算方法,这些量包括电压、电流强度、电流密度、电阻、电阻率和电动势电压、电
2、流强度、电流密度、电阻、电阻率和电动势等;熟练掌握含源闭合电路中的能量关系;2.在掌握了描述磁场的物理量磁感应强度和磁通量磁场的物理量磁感应强度和磁通量的基础上,应深入理解电流产生磁场的基本规律,其中包括毕奥毕奥 萨伐萨伐尔定律、磁场的高斯定理和磁场环路定理尔定律、磁场的高斯定理和磁场环路定理,并能运用这些规律求解恒定电流的磁场问题;3.深入理解各向同性的非铁磁介质在外磁场作用下的行为和性质,其中包括磁化和磁化强度、磁化强度与磁化电流的关系、磁介质内部的磁场,深入理解辅助物理量磁场强度的引入,以及普遍形式的安培环路定理;并能运用这些规律处理介质的磁化问题;4.定性理解铁磁质的特性和应用。3 1
3、1-1 恒定电流条件和导电规律恒定电流条件和导电规律 一、电流强度和电流密度一、电流强度和电流密度在金属导体中带电粒子称为载流子。电流强度是标量。有正、负之分,是代数量。习惯上把正载流子的流动方向代表电流的方向。电流强度I,单位时间内通过导体截面的电量。I 单位A(安培),常用毫安(mA)、微安(A)1.电流强度(I)electric current4 形成电流的条件,一是自由移动的自由电荷,二是电场。超导现象中电流的形成并不需要上述条件;正电荷运动的方向为电流的方向,并把负电荷的运动也等效为正电荷的运动;电流强度是标量,有正、负之分。电流的方向性与矢量的方向性是有根本区别的。电流是对一个曲面
4、而言的,只有两个方向,即意味着电荷要么从曲面的这一侧流向那一侧,要么从那一侧流向这一侧,只有这两种可能性;而矢量是对一个点而言的,因而有无限多个可能的方向;对于电路,先约定一个方向,即为电流的标定方向,当电流的实际方向与标定方向相同时,此支路上的电流强度为正值;当电流的实际方向与标定方向相反时,此支路的电流强度为负值。5 电流密度是描述电流分布的矢量。在导体中任意一点的方向与正载流子在该点的流动方向相同,大小等于通过该点并垂直于电流的单位截面的电流强度。通过任一面元单位面积的电流强度等于该处电流密度矢量沿该面元法向的分量。电流密度的单位是Am-2。2.电流密度电流密度(electric cur
5、rent density)Flash6 在有电流的导体中,每一点都具有一定大小和方向的电流密度矢量,构成了矢量场,称为电流场。引入电流线形象描述电流场中电流的分布,规定曲线上每点的切线方向都与该点的电流密度矢量的方向相同。由电流线围成的管状区域称为电流管。恒定条件下,通过同一电流管任一横截面的电流相等。由电流密度的定义知通过导体中任一曲面S的电流I为 与电通量定义式相比较,I 与 j 的关系也是一个通量与其矢量场的关系。3.电流场电流场7 二、电流的连续性方程和恒定电流条件二、电流的连续性方程和恒定电流条件 导体内任取一闭合曲面S,根据电荷守恒定律,单位时间由闭合曲面 S 内流出的电量,必定等
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