[理学]第四章电磁学磁场.ppt

§4-3-1 磁感应强度 三、安培分子电流假说 安培分子电流观点：物质的每个分子都存在着回路电流----分子电流 磁作用通过磁场进行 　 讨论： (1)无论电荷静止还是运动，都会激发电场，所以电荷间都存在相互作用 (2)运动的电荷才会激发磁场，即只有运动电荷之间才存在磁的相互作用 四、磁感应强度 3.磁力与q、v、 与磁场方向夹角? 有关 毕—萨定律 4-4-1 电源 电动势 2.电动势 说明： 电动势和电势是两个不同的物理量 电动势：与非静电力的功相联系 电势：与静电力的功相联系 二、实验结果分析 共同特征：所围面积内?B发生了变化 电磁感应现象：由于磁通量发生变化而产生感应电流的现象。 感应电动势：回路中?B的变化而产生的电动势 一、楞次定律 感应电动势的方向，总是使得感应电流的磁场去阻碍引起感应电动势 (或感应电流)的磁通量变化 感应电动势 ?i 的大小与回路中d?/dt成正比 一、 动生电动势 (1)由于框架静止，动生电动势只存在于运动导线ab内，由b指向a 讨论： (2)ab导线相当于一个电源 电源内部，电动势方向由低电势指向高电势，即a点的电势高于b点 1.自由电子随ab向右运动受到洛仑兹力的作用 二、洛仑兹力解释 ----形成逆时针方向的感应电流 2.在 作用下，电子沿导线从a向b运动 3.洛仑兹力可等效为一个非静电性场对电子的作用 回路中的动生电动势为 表示 方向与积分路径方向相同，即 b a 对任意运动导线L，动生电动势为 ----引起动生电动势的非静电力是洛仑兹力 例: 一无限长直导线中通有电流 I,长为 l 并与长直导线垂直的金属棒AB以速度v 向上匀速运动，棒的近导线的一端与导线的距离为 a，求金属棒中的动生电动势。 解：在AB上距直导线 x 处取线元 dx ，方向由 A 指向 B , dx上的动生电动势为 ?i 方向为 的方向，由B 指向A，A端的电势高。 距离无限长直导线 x处的B ----感生电场 麦克斯韦假设: 变化的磁场在其周围空间总会产生具有闭合电力线的感应电场，这与空间中有无导体或导体回路无关 4-4-5 感生电动势 一、感生电场 感生电动势 * * 一、磁现象 磁性 磁极 磁力 二、几个重要实验 实验一(奥斯特) 电流对磁针有力作用 实验二(安培) 磁铁对电流有力作用 实验三(安培) 相互吸引 相互排斥 电流之间有力作用 结论：磁现象的本源是电荷的运动 分子电流作定向排列，则宏观上就会显现出磁性来 磁场 运动电荷 (电流) 运动电荷(电流) 磁场 磁铁 磁铁 电流 电流 1. 场中各点都有一特定方向，q沿该方向(或其反方向)运动时不受磁力作用 速度为 的电荷 q 进入磁场中 2. q受磁力方向总是同时垂直于 和磁场方向 该点处的磁场方向 定义： ----磁感应强度大小 特斯拉(T) 或 叠加原理 方向： 一、磁感线 (1)方向：曲线上任一点的切线方向 (2)大小：通过某点与 垂直的单位面积的磁感线数(数密度) §4-3-2磁场的高斯定理 与电场线的区别：磁感线是一系列围绕电流、首尾相接的闭合曲线 二、磁通量 磁通量：通过某一曲面的磁感线数 单位：韦伯(Wb) 磁感线闭合，对闭合曲面S ----磁场的高斯定理 磁场是无源场 三、磁场的高斯定理 ----真空磁导率 §4-3-3 电流激发磁场的基本规律 在P点的 对任意载流导线 (2) ：穿过积分回路的所有电流的代数和 (1)电流流向与积分路径绕行方向满足右手螺旋法则时，电流为正，相反时为负 4-3-4 安培环路定理 磁场中磁感应强度 沿任何闭合路径的环流，等于此闭合曲线所包围的传导电流的代数和的 倍，即 ----真空中磁场的安培环路定理 (3)回路外面的电流对 的环流没有贡献,但回路上各点的 却是由回路内外所有电流决定的 (4)安培环路定律反映了磁场是非保守场。环流不等于零的场称为有旋场，因此稳恒磁场是有旋场。 [例]试求一无限长载流直导线外的磁场分布。设电流为I 解: 取以导线为中心、半径为r的圆作为积分回路L I 如果是半无限长直导线？ I 无限长载流直导线的磁感应线 电容器放电过程： ----不能形成恒定电流 + + - - 电源：提供非静电力 将正电荷从低电势处?高电势处 1.电源 单位：伏特(V) 电源电动势：单位正电荷绕闭合回路一周时，非静电力所作的功。由于非静电力只存在电源内部，所以电动势为电场力将单位正电荷从负极移到正极时所作的功。 方向：电源内从负极?正极