9穩(wěn)恒磁場與電磁場的相對性(已修改)
2025-08-16 09:06 本頁面
【正文】 一、基本磁現(xiàn)象 S N S N I S N 同極相斥 異極相吸 電流的磁效應(yīng) 1820年 奧斯特 天然磁石 91 磁場 磁感應(yīng)強(qiáng)度 電子束 N S + F?F??I安培指出： n?IN S 天然磁性的產(chǎn)生也是由于磁體內(nèi)部有電流流動(dòng)。 分子電流 電荷的運(yùn)動(dòng)是一切磁現(xiàn)象的根源。 運(yùn)動(dòng)電荷 磁場 對運(yùn)動(dòng)電荷有磁力作用 磁 場 二、 磁感應(yīng)強(qiáng)度 電流（或磁鐵） 磁場 電流（或磁鐵） 磁場對外的重要表現(xiàn)為： 磁場對進(jìn)入場中的運(yùn)動(dòng)電荷或載流導(dǎo)體有磁力作用 載流導(dǎo)體在磁場中移動(dòng)時(shí)，磁力將對載流導(dǎo)體作功，表明磁場具有能量。 對線圈有： nSIP m ?? ?? 0磁矩 法線方向的單位矢量 與電流流向成右旋關(guān)系 I0 n?載流平面線圈 法線方向的規(guī)定 I0 n?B? 2?利用實(shí)驗(yàn)線圈定義 B的圖示 當(dāng)實(shí)驗(yàn)線圈從平衡位置轉(zhuǎn)過 900時(shí)，線圈所受磁力矩為最大。 SIM ?? 0ma xmPM ?ma x引入 磁感應(yīng)強(qiáng)度 矢量 B?mPMB m a x?mPMkB m a x?mPMB m a x?1?k 磁場中某點(diǎn)處 磁感應(yīng)強(qiáng)度的 方向 與該點(diǎn)處實(shí)驗(yàn)線圈在穩(wěn)定平衡位置時(shí)的正 法線方向相同 ； 磁感應(yīng)強(qiáng)度的 量值 等于具有 單位磁矩 的實(shí)驗(yàn)線圈所受到的 最大 磁力矩 。 B?1. 磁力線 (磁感應(yīng)線或 B? 線 ) 方向：切線 大?。? ???dSdB maaB?bbB?ccB?三、磁通量 磁場中的高斯定理 B?vqFB m ax 0?方向 : 小磁針在該點(diǎn)的 N極指向 單位 : T(特斯拉 ) GT 4101 ? (高斯 ) 大小 : 磁力 + v?mF?磁感應(yīng)強(qiáng)度 I 直線電流的磁力線 圓電流的磁力線 I 通電螺線管的磁力線 II每一條磁力線都是環(huán)繞電流的閉合曲線，都與閉合電路互相套合，因此磁場是渦旋場。磁力線是無頭無尾的閉合回線。 任意兩條磁力線在空間不相交。 磁力線的環(huán)繞方向與電流方向之間可以分別用右手定則表示。 S?SBSm ???? ??? dSc o sBSdBm ?? ?? ? ???? dSc o sBSdBm ?? ??SB?n??n?dS?S磁通量 —— 穿過磁場中任一曲面的磁力線的條數(shù) B?B? B??? c o sBSSBm ??? ??n?dS?四、磁場中的高斯定理 0??? SdB ??穿過 任意 閉合曲面的磁通量為零 SB?? ??? SdBm ??0??? ?? VS dVBd i vSdB ???磁感應(yīng)強(qiáng)度的散度 磁場是無源場。 BBd i v ?? ???00 ???? BBd i v ?? 或高斯定理的微分形式 SBm ?? ???iS)ji( ??? ??? 23S3?021 ?? SS ??021 ??? )RB(S ??21 RBS ?? ?2. 在均勻磁場 jiB ??? 23 ?? 中，過 YOZ平面內(nèi) 面積為 S的磁通量。 XOYZSn? B?RO1S2SB?1. 求均勻磁場中 半球面的磁通量 課堂練習(xí) I P . 五 、畢奧 沙伐爾定律 穩(wěn)恒電流的磁場 電流元 lId?20 s i n4 rI d ldB ????170 104 ???? T m A??? r?Bd?304 rrlIdBd ???????lId?對一段載流導(dǎo)線 ?? ???L rrlIdBdB304??????方向判斷 ： 的方向垂直于電流元 與 組成的平面， 和 及 三矢量滿足矢量叉乘關(guān)系。 —— 右手螺旋法則 Bd?Bd?lId?lId? r?r?比奧 薩伐爾定律 運(yùn)動(dòng)電荷的磁場 ??????qv?I S dl電流 電荷定向運(yùn)動(dòng) 電流元 2004 rrlIdBd ??? ????q n v SI ?2004 r)r,vs i n (qvdNdBB ??????載流子總數(shù) n S d ldN ?lId?其中 電荷 密度 速率 截面積 運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的磁場 304 rrvqB ??? ????同向與若 rvBq ??? ?? ,0??q? v?B?r???q? v?B?r??反向與若 rvBq ??? ?? ,0X OY 六、 畢奧 沙伐爾定律的應(yīng)用 1. 載流直導(dǎo)線的磁場
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