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1、真空中稳恒电流的磁场之一现在学习的是第1页，共31页1 1、掌握磁感应强度的概念、掌握磁感应强度的概念2 2、能用毕奥、能用毕奥-萨伐尔定律计算简单电流的磁场分布萨伐尔定律计算简单电流的磁场分布3 3、理解磁场高斯定理及安培环路定理，掌握用安培、理解磁场高斯定理及安培环路定理，掌握用安培环路定理计算磁感应强度的条件和方法环路定理计算磁感应强度的条件和方法4 4、掌握洛仑兹力公式，能计算简单载流导线和线圈、掌握洛仑兹力公式，能计算简单载流导线和线圈在均匀磁场及长直电流磁场中所受力和力矩在均匀磁场及长直电流磁场中所受力和力矩教学要求教学要求现在学习的是第2页，共31页现在学习的是第3页，共31页一
2、、一、早期发现的磁现象早期发现的磁现象春秋战国时代：春秋战国时代：“管子、地数篇管子、地数篇”记有记有“上有慈石者，其下有铜金上有慈石者，其下有铜金。公元前三世纪：公元前三世纪：“吕氏春秋吕氏春秋”上记有上记有“磁石召铁磁石召铁”。公元前公元前250年：年：“韩非子、有度韩非子、有度”中记有中记有“司南司南”（指南器）。（指南器）。公元一世纪：王充的公元一世纪：王充的“论衡论衡”中记有中记有“司南勺司南勺”十一世纪：沈括的十一世纪：沈括的“梦溪笔谈梦溪笔谈”中记有中记有“方家以磁石磨针锋，则能指南，方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也然常微偏东，不全南也“。（比哥伦布发现地磁偏角早
3、好几百年）。（比哥伦布发现地磁偏角早好几百年）十世纪：有十世纪：有“磁石吸铁可隔碍相通磁石吸铁可隔碍相通”的记载。的记载。11-1 基本磁现象基本磁现象 安培假说安培假说现在学习的是第4页，共31页 1985年江西省临川县朱济南墓出土，江西省临川年江西省临川县朱济南墓出土，江西省临川市上渡辖区文管所藏。市上渡辖区文管所藏。陶涌手中持一罗盘，俑座底部墨书陶涌手中持一罗盘，俑座底部墨书“张仙人张仙人”三三字，故又称该俑为字，故又称该俑为“张仙人张仙人”俑，是古代风水先生的俑，是古代风水先生的造型。此件为研究旱罗盘出现的时间、造型及作用，造型。此件为研究旱罗盘出现的时间、造型及作用，提供广可靠的实物
4、资料。提供广可靠的实物资料。持罗盘的陶佣持罗盘的陶佣现在学习的是第5页，共31页司南司南 汉（前汉（前206一公元一公元220年）盘年）盘17.8厘米厘米 17.4厘米，勺长厘米，勺长11.5厘米，厘米，口径口径4.2厘米厘米 司南由青铜地盘与磁勺组成。地盘内圆外方，中心圆面下凹，司南由青铜地盘与磁勺组成。地盘内圆外方，中心圆面下凹，圆外盘面分层次铸有八天干，十二地支、四卦，标示二十四个方位圆外盘面分层次铸有八天干，十二地支、四卦，标示二十四个方位。磁勺是用天然磁体磨成，置于地盘中心圆内，勺头为。磁勺是用天然磁体磨成，置于地盘中心圆内，勺头为N,勺尾为勺尾为S，静止时，因地磁作用，勺尾指向南方
5、。此模型是王振铎先生据，静止时，因地磁作用，勺尾指向南方。此模型是王振铎先生据论衡等书记载并参照出土汉代地盘研究复制。论衡等书记载并参照出土汉代地盘研究复制。现在学习的是第6页，共31页 指南车（模型）指南车（模型）指南车是三国时期（指南车是三国时期（220280年）魏人马钧创制的。它利用齿轮年）魏人马钧创制的。它利用齿轮传动系统和离合装置来指示方向。在特定条件下，车子转向时木人手传动系统和离合装置来指示方向。在特定条件下，车子转向时木人手臂仍保持指南。模型是王振铎先生据三国志注引魏略及宋臂仍保持指南。模型是王振铎先生据三国志注引魏略及宋史舆服志复原的。史舆服志复原的。NS现在学习的是第7页，
6、共31页现在学习的是第8页，共31页现在学习的是第9页，共31页v、qF 现在学习的是第10页，共31页vqFBmax 现在学习的是第11页，共31页现在学习的是第12页，共31页sdBdm SBd cos BdSm dnB 现在学习的是第13页，共31页SBSBSSmmd cosdd sdn20 md20 20 现在学习的是第14页，共31页0 ssdB0 isqsdE现在学习的是第15页，共31页aIkBaIB RIkBRIB 现在学习的是第16页，共31页lIddB304 rrlIdBd 22sinsinrIdlkdBrIdldB ATm1044700 kBdrIdl I现在学习的是第1
7、7页，共31页20sin4rIdldB rl d 0dB00 其他其他 0IdlIBdrBdrBdr 现在学习的是第18页，共31页 sinsin)sin(arrra 20sin4rIdldB LLrIdldBB20sin4 ctg)(ctgaal dadl2csc 2121sin4sinsinsin402220 daIaadIBl BdlIdr op现在学习的是第19页，共31页讨论讨论:1)在导线延长线上在导线延长线上2)导线无限长时，导线无限长时，3)导线半无限长时，导线半无限长时，aIB 40 00sin40sin020 BrIdldB 或或aIaIB 22400021 II)cos(
8、cos4210 aIBl BdlIdr op现在学习的是第20页，共31页2、载流圆线圈轴线上的磁场、载流圆线圈轴线上的磁场分析分析：dB相互抵消相互抵消;LdBB/应用应用 ：RdlrIdBB 2020/4sin sin4sin20/rIdldBdB 所以，载流圆线圈轴线上的磁场：所以，载流圆线圈轴线上的磁场：2322202)(xRIRB RrdBdBdBP Ox(IIdI232220)(2xRIR 现在学习的是第21页，共31页RIB40 Rx rx 3202xIRB RlRIB 220 232220)(2xRIRB 232220)(2xRNIRB RNIB20 RIB20 现在学习的是第
9、22页，共31页1A2APRldldB)21L232220)(2xRIRB 232220232220)(2)()(2lRIndlRlRdIRdB 2222222csc)1(cscRctgRlRdRdlRctgl dnIRdRRnIlRIndlRdBsin2csc)csc(2)(2)(033220232220 d,现在学习的是第23页，共31页nIB0120 220012nIB 2200)4/(2cos22RLLnInIB )cos(cos)sin(12002122 nIdnIdBBL 120coscos2 nIB1A2APRldldB)21L2242RLL )/(/cos 现在学习的是第24页
10、，共31页RIB400 RIxRIRB24)(22102322201 )()cos(cos2212434420002 RIRIRIB 21BBBP 现在学习的是第25页，共31页21100210114d4rlIrlIBl 22200220224d4rlIrlIBl I2ab现在学习的是第26页，共31页121221llRRII 2211lIlI 211014rlIB 222024rlIB 现在学习的是第27页，共31页 ddddIRRIlRII d22dd00IRRIB 0dyB现在学习的是第28页，共31页所以所以O点产生的磁感应强度点产生的磁感应强度RIRIBBX20020dsin2d 代
11、入数据代入数据T1037.65 B方向沿方向沿 x 轴的负方向。轴的负方向。现在学习的是第29页，共31页20sin)(4rdlsqndB v 2020sin4sin4rqnsdlrsdlqndNdBB vv 现在学习的是第30页，共31页304 rrqB v20sin4rqB v 的的方方向向r v运动电荷的磁场已被实验证实：电子射线能使旁边的小磁针运动电荷的磁场已被实验证实：电子射线能使旁边的小磁针偏转，用通电金属丝代替电子射线能产生相同的效果。说明电流偏转，用通电金属丝代替电子射线能产生相同的效果。说明电流的磁场的本质是运动电荷的磁场。的磁场的本质是运动电荷的磁场。r BvvBrrBv现在学习的是第31页，共31页