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1、第八章磁场安培提出: 一切磁现象起源于电荷运动磁场 ：传递运动电荷与电流之间相互作用的物理场。即运动的电荷、导线周围都有磁场，都可以使小磁针发生偏转。静电场：静电场是有源场磁力线（磁感应线）1. 规定(1) 方向：磁力线切线方向为磁感应强度的方向(2) 大小：垂直的单位面积上穿过的磁力线条数为磁感应强度的大小2. 磁力线的特征(1) 无头无尾的闭合曲线(2) 与电流相互套连，服从右手螺旋定则(3) 磁力线不相交毕奥萨伐尔定律名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共
2、13 页 - - - - - - - - - 1、毕奥萨伐尔根据电流磁作用的实验结果分析得出，电流元产生磁场的规律称为毕奥萨伐尔定律。电流元 Idl 在空间 P 点产生的磁场B 为：034IdlrdBr720410NA称为真空磁导率2、叠加原理任一电流产生的磁场034IdlrBdBr3、说明该定律是在实验的基础上抽象出来的，不能由实验直接加以证明， 但是由该定律出发得出的一些结果，却能很好地与实验符合。电流元 Idl 的方向即为电流的方向；dB 的方向由 Idl 确定，即用右手螺旋法则确定；毕奥萨伐尔定律是求解电流磁场的基本公式，利用该定律， 原则上可以求解任何稳恒载流导线产生的磁感应强度。4
3、、毕奥萨伐尔定律应用a.根据已知电流的分布与待求场点的位置，选取合适的电流元；b.选取合适的坐标系。 要根据电流的分布与磁场分布的的特点来选取坐标系，其目的是要使数学运算简单；c.根据所选择的坐标系，按照毕奥萨伐尔定律写出电流元产生的磁感应强度；d.由叠加原理求出磁感应强度的分布；e.一般说来，需要将磁感应强度的矢量积分变为标量积分，并选名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 13 页 - - - - - - - - - 取合适的积分变量，来统一积分变量。磁场中的
4、高斯定理1、磁感应线是描述磁场性质一簇方向曲线。是人们主观的描述， 为的是形象直观的描述磁场的空间分布情况。特点：任意两条磁场线不能相交；磁场线是闭合曲线，因为不存在磁单极；磁场线任意点的切线方向就是该点的方向； 磁 场 线 的 疏 密 程 度 表 示 磁 场 的 强 弱 。2、磁通量m通过任意曲面的磁力线数。a、平面：SBmb、曲面：SSmdsBSdBcos名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 13 页 - - - - - - - - - c、闭合面：SdBS
5、m3、磁场中的高斯定理：通过任意闭合曲面的磁通量等于零。0SdBSm安培环路定理1、表述：在稳恒磁场中，B沿任意闭合回路的积分等于该闭合回路所包围的电流的代数和乘以0。2、表达式：iIdB0两点说明：iI虽是闭合回路内所环绕的电流，且满足右手螺旋法则。但是B是与闭合回路内外电流有关，即B是闭合回路内外电流共同作用的结果。环路外的电流对dBL无贡献。当B无对称性时，安培环路定理仍成立，只是B不能提到积分号外面来，所以，利用安培环路定理不能求解B，必须利用比 -萨定律及叠加原理来进行求解。3、安培环路定理的应用a、无限长圆柱载流导体的磁场分布iIdB0Rr：201220122RIrBrRIrBRr
6、：rIBIrB220202b、长直载流螺线管内的磁场分布名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 13 页 - - - - - - - - - iIdB0dBdBdBdBdaddccbbaBnIBIabnabBabdB00B电流数密度：单位长度的电流数。C、载流环形螺线管内的磁场分布iIdB0r2BdBLdBnIIrNBNIr00022B磁场对运动电荷的作用1、洛伦磁力：运动电荷在磁场中所受的力表达式：BqFm满足右手螺旋关系讨论：0q，mF与B同向；0q，mF与B
7、反向；洛伦磁力与速度垂直， 因而不做功。 它不能改变运动电荷的速度大小，只能改变速度方向，使其运动方向发生改变。2、带电粒子在磁场中的运动设有一均匀磁场，磁感应强度B，带电粒子以初速度0进入磁场，根据牛顿定律，有dtdmBqFm(6-30) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 13 页 - - - - - - - - - 10/B0mF，带电粒子在磁场不受力的作用，将作匀速直线运动。20B此时，带电粒子在磁场中作匀速圆周运动回旋半径：RmBqFm200qBmR
8、0回旋周期：qBmqBmRT222000回旋频率：mqBTf2130与B成任意夹角此时，可将0分解为cos0/s i n0回旋半径：RmBqFm2qBmqBmRsin0回旋周期：qBmqBmRT222结果旋距：qBmTh2cos0/磁场中的磁介质1、磁介质：能与磁场产生相互作用的物质。磁介质磁化的磁感应强度：0BBB0B为外场的磁感应强度；B因磁介质磁化后附加磁场的磁感应强度名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 13 页 - - - - - - - - - 2、
9、磁介质可分为四类: 顺磁质：磁化后B与0B同向，0BB比如： O、Mn、Al、N等。抗磁质： 磁化后B与0B反向，0BB比如：Cu、Bi、Au、Ag、H 等。顺磁质和抗磁质为弱磁性物质，05010BBBB铁磁质：磁化后B与0B同向，0BB比如：Fe、Co、Ni、合金磁钢等。铁磁质为强磁性物质。超导体： 在足够低的温度和足够弱的磁场下，其电阻率为零的物质。一般材料在温度接近绝对零度的时候，物体分子热运动几乎消失，材料的电阻趋近于0，此时称为超导体，达到超导的温度称为临界温度。高温超导体通常是指在液氮温度（77 K）以上超导的材料。超导体为无磁性。 当具有磁性的超导材料放入磁场中，可以使超导体退磁
10、。3、 顺磁质和抗磁质的磁化顺磁质的磁化：有分子磁矩，磁化前：0Pm磁化后：0Pm抗磁质的磁化：无分子磁矩，即分子中各电子的轨道磁矩与自璇磁矩矢量和等于零，故而磁化前是0Pm，与顺磁质的含义是不相同的。磁化后：0Pm3、磁场强度、磁介质中的安培环路定理名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 13 页 - - - - - - - - - 磁化强度和磁化电流 磁化强度：是描述磁介质磁化程度和方向（是描述磁介质中分子磁矩排列整齐程度）的物理量。 单位体积内分子磁矩的矢量
11、和。VPmiM单位：1A m其中：顺磁质M与0B同向；抗磁质M与0B反向。 磁化电流（ IS） ：形成与横截面边缘重合的圆电流。磁场强度、磁介质中的安培环路定理 磁场强度：引进的另一个辅助量。MH0B 磁介质中的安培环路定理0LHIdiId0LBiId0LBLSdMIIId0000LBNI0I为传导电流；SI为磁化电流。4、 铁磁质实验装置：利用磁强计IHB IRN2B0BH0RNIH2调节电流，可得不同的 H、B 和值，由此可得以下的几种实验曲线。磁化曲线BH 曲线H 曲线名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精
12、心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 13 页 - - - - - - - - - 磁滞回线（ BH 曲线）毕萨定律的应用1. 载流直导线的磁场例：求距离载流直导线为a 处一点 P 的磁感应强度解根据几何关系名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 13 页 - - - - - - - - - 讨 论(1) 无限长直导线方向：右螺旋法则(2) 任意形状直导线名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - -
13、 - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 13 页 - - - - - - - - - (3) 无限长载流平板解分析名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 13 页 - - - - - - - - - 2. 载流圆线圈的磁场求轴线上一点P 的磁感应强度根据对称性名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 13 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 13 页 - - - - - - - - -