恒定磁場(chǎng)

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Homework：7-8，7-12，7-13，7-21，7-26§7-1磁場(chǎng)及磁感應(yīng)強(qiáng)度（MagneticField）一．基本磁現(xiàn)象+q二．磁感應(yīng)強(qiáng)度（MagneticInduction）1、磁感應(yīng)強(qiáng)度定量描述磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

方向定義為該點(diǎn)的方向.

+q+q磁場(chǎng)2、磁感應(yīng)強(qiáng)度的幾何描述（1）曲線切線方向與該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致（2）曲線分布稠密的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)值大3、磁感應(yīng)線的性質(zhì)(1)方向與電流成右旋關(guān)系(2)閉合曲線(磁單極子不存在)§7-3畢奧-薩伐爾定律(TheBiot–SavartLaw)一．畢奧-薩伐爾定律的提出庫(kù)侖定律一切磁現(xiàn)象源于電流疊加原理二．畢奧－薩伐爾定律三．畢奧—薩伐爾定律的微觀解釋問(wèn)題：同一個(gè)電荷，相對(duì)于它靜止的觀察者與相對(duì)于它運(yùn)動(dòng)的觀察者，觀測(cè)結(jié)果有什么不同？說(shuō)明了什么？磁現(xiàn)象具有相對(duì)性S++++++場(chǎng)的源一、磁場(chǎng)的性質(zhì)(Charactorsofmagneticfield)§7-1磁場(chǎng)高斯定理(Gausstheoremofmagneticfield)二．磁場(chǎng)的高斯定理磁通量（Magneticflux）磁場(chǎng)是無(wú)源場(chǎng)一安培環(huán)路定理o

設(shè)閉合回路為圓形回路（與成右螺旋）

載流長(zhǎng)直導(dǎo)線的磁感強(qiáng)度為§7-4安培環(huán)路定理o若回路繞向化為順時(shí)針時(shí)，則對(duì)任意形狀的回路

與成右螺旋電流在回路之外

多電流情況

以上結(jié)果對(duì)任意形狀的閉合電流（伸向無(wú)限遠(yuǎn)的電流）均成立.

安培環(huán)路定理安培環(huán)路定理

即在真空的穩(wěn)恒磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度沿任一閉合路徑的積分的值，等于乘以該閉合路徑所包圍的各電流的代數(shù)和.

電流

正負(fù)的規(guī)定：與成右螺旋時(shí)，為正；反之為負(fù).注意

問(wèn)1）是否與回路外電流有關(guān)？2）若，是否回路上各處？

是否回路內(nèi)無(wú)電流穿過(guò)？二．安培環(huán)路定理的應(yīng)用利用環(huán)路定理求磁感應(yīng)強(qiáng)度要求磁場(chǎng)具有高度的對(duì)稱性。關(guān)健：根據(jù)磁場(chǎng)分布的對(duì)稱性，選取合適的閉合環(huán)路。選取環(huán)路原則環(huán)路要經(jīng)過(guò)所研究的場(chǎng)點(diǎn)；環(huán)路的長(zhǎng)度便于計(jì)算；要求環(huán)路上B的方向與環(huán)路方向一致，或B的方向與環(huán)路方向垂直，方向一致的分段上各點(diǎn)B大小相等?？傮w思路回顧運(yùn)動(dòng)電荷運(yùn)動(dòng)電荷磁場(chǎng)描述特性§7-2磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用電子顯微鏡下二氧化硅納米線顯微鏡分辨率10410-110-1110-6無(wú)線電波近紅外紫外X射線

射線實(shí)物粒子波波長(zhǎng)(m)10-16可見(jiàn)光電子顯微鏡光學(xué)顯微鏡光學(xué)顯微鏡【研究關(guān)鍵】運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中是怎樣運(yùn)動(dòng)的？電子顯微鏡光學(xué)透鏡聚焦成像方法？對(duì)比一.洛侖茲力Lorenzforce磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的磁力2.大?。?.方向：vvFmFmB+qq1.定義：右手螺旋判斷4.矢量式：與、方向垂直二.運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)①螺旋半徑②旋轉(zhuǎn)周期③螺距【問(wèn)題】?jī)上嗤\(yùn)動(dòng)電荷,v⊥不同,v∥相同,運(yùn)動(dòng)有何特征？1.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)【應(yīng)用】磁聚焦magneticfocusing電子槍接收屏圓孔電子顯微鏡樣品投影磁透鏡聚束磁透鏡物鏡磁透鏡電子槍H-7650透射電子顯微鏡JSM-6390掃描電子顯微鏡納米信息存儲(chǔ)材料H1N1病毒2.在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)【問(wèn)題】運(yùn)動(dòng)電荷會(huì)一直旋轉(zhuǎn)前進(jìn)下去嗎？【思考】設(shè)計(jì)一個(gè)能約束運(yùn)動(dòng)電荷的磁場(chǎng)【思考】設(shè)計(jì)一個(gè)能約束運(yùn)動(dòng)電荷的磁場(chǎng)磁約束magneticconfinement極向磁場(chǎng)線圈環(huán)向磁場(chǎng)線圈磁感應(yīng)線聚變物【應(yīng)用】先進(jìn)超導(dǎo)托卡瑪克實(shí)驗(yàn)裝置EAST我國(guó)新一代EASTEAST內(nèi)部【課后探討】極光為什么只出現(xiàn)在地球南北極？參考文獻(xiàn)1.電磁場(chǎng)與極光物理教學(xué)07年第8期2.談地磁場(chǎng)產(chǎn)生的原因科學(xué)之謎06年第9期一.安培力Ampereforce②導(dǎo)線①電流元§7-2磁場(chǎng)對(duì)電流的作用——電流在磁場(chǎng)中受到的磁力【應(yīng)用】磁懸浮列車推進(jìn)系統(tǒng)bcdaoO’二.勻強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)載流線圈的作用

b(c)

a(d)×1.對(duì)中心轉(zhuǎn)軸的力矩l2l1②Ｎ匝線圈磁矩①單匝線圈2.幾種特殊情況的討論：×××磁力矩最大穩(wěn)定平衡不穩(wěn)定平衡①②③【課后探討】線圈在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中如何運(yùn)動(dòng)？17世紀(jì)末，牛頓把伽利略、開(kāi)普勒得到的各種力學(xué)知識(shí)和理論全部概括在“三大定律”之中，實(shí)現(xiàn)了自然科學(xué)史上的第一次大綜合，從此一個(gè)嶄新的理論體系——力學(xué)體系誕生了。

1865年麥克斯韋在兩條假設(shè)的基礎(chǔ)上建立了麥克斯韋方程組，實(shí)現(xiàn)了物理學(xué)史上的第二次大綜合,使另一個(gè)嶄新的理論體系——電磁學(xué)誕生了。1785年，庫(kù)侖用電扭實(shí)驗(yàn)，提出了庫(kù)侖定律C2/（N·m2）庫(kù)侖力：與r平方成反比。庫(kù)q1q21、庫(kù)侖定律侖奧斯特1820年，奧斯特在一次演講中，偶然發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)線通電時(shí)，在它的下方的小磁針有一微小晃動(dòng)。2、1820年丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)很早人們就認(rèn)識(shí)到了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象，但人們并沒(méi)有認(rèn)識(shí)到它們之間的聯(lián)系。他抓住了這個(gè)現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)3個(gè)月的反復(fù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)——電流要產(chǎn)生磁場(chǎng)。

3、1820年畢奧—薩伐爾從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)了電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的規(guī)律.（2）、載流導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)（1）、畢、薩定律電流元產(chǎn)生的磁場(chǎng)

安培對(duì)電流磁效應(yīng)做了深入的研究，發(fā)現(xiàn)了電流與磁體相互作用，以及電流與電流相互作用，并提出了著名的安培定律。安培載流直導(dǎo)線相互作用

載流螺線管與條形磁鐵等效4、安培力（2）安培定律積分式

載流導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力（1）安培定律微分式——安培力電流元所受的磁場(chǎng)力吉爾伯特17世紀(jì)初，英國(guó)醫(yī)生吉爾伯特在對(duì)電、磁現(xiàn)象的研究中斷言：電與磁是兩種截然不同的現(xiàn)象，這個(gè)錯(cuò)誤論斷一直沿續(xù)了200多年。5、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)1820年，奧斯特發(fā)現(xiàn)電流能產(chǎn)生磁場(chǎng)，從而糾正了吉爾伯特的錯(cuò)誤論斷，與此同時(shí)新的問(wèn)題又提了出來(lái)，磁場(chǎng)能否產(chǎn)生電流？電磁感應(yīng)定律(ElectronmagneticInduction)G電磁感應(yīng)定律(Faraday’sLaw)國(guó)際單位制磁通量,韋伯電動(dòng)勢(shì),伏特電磁感應(yīng)現(xiàn)象線圈內(nèi)磁場(chǎng)變化感生電動(dòng)勢(shì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生原因、規(guī)律不相同都遵從電磁感應(yīng)定律導(dǎo)線或線圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)與感生電動(dòng)勢(shì)交流電線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電流發(fā)電機(jī)的工作原理不用充電也不用干電池的手電筒？（2）.麥克斯韋第二條假設(shè)：變化的電場(chǎng)要激發(fā)磁場(chǎng)（1）麥克斯韋第一條假設(shè)：

變化的磁場(chǎng)要激發(fā)電場(chǎng)。靜止電荷的變化的磁場(chǎng)激發(fā)的電流產(chǎn)生的變化的電場(chǎng)激發(fā)的在兩條假設(shè)的基礎(chǔ)上麥克斯韋建立了電磁場(chǎng)理論——麥克斯韋方程組

麥克