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1、大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第11章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场第第1111章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场磁悬浮列车磁悬浮列车1大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第11章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场第第1111章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场 11.1 磁感应强度磁感应强度 11.2 毕奥毕奥-萨伐尔定律萨伐尔定律 11.3 磁通量磁通量 磁场的高斯定理磁场的高斯定理 11.4 安培环路定理安培环路定理 11.5 磁场对电流的作用磁场对电流的作用 11.6 带电粒子在电场和磁场中的运动带电粒子在电场和磁场中的运动 11.7 磁介质磁介质2大学物理大学物理
2、 第三次修订本第三次修订本第第11章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场基本磁现象基本磁现象1.自然磁现象自然磁现象 磁性：磁性：具有能吸引铁磁物资具有能吸引铁磁物资（Fe、Co、Ni）的一种特性。的一种特性。磁体：磁体：具有磁性的物体。具有磁性的物体。磁极：磁极：磁性集中的区域。磁性集中的区域。磁极不能分离磁极不能分离(正负电荷可以分离开正负电荷可以分离开)。地磁：地磁：地球是一个大磁体。地球是一个大磁体。3大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第11章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场 地核每地核每400年比地壳多转一周，地球的磁年比地壳多转一周，地球的磁极每隔几千年会发生颠倒。极每隔几千
3、年会发生颠倒。地壳地壳地壳地壳地核地核地幔地幔NNS S4大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第11章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场2.磁现象起源于运动电荷磁现象起源于运动电荷I 另外，磁体对载流导线的作用另外，磁体对载流导线的作用;载流导线彼载流导线彼此间有磁相互作用；此间有磁相互作用；18191820 年丹麦物理学年丹麦物理学家奥斯特家奥斯特 首先发现了电流的磁首先发现了电流的磁效应。效应。1820年年4月，奥斯特做了月，奥斯特做了一个实验，一个实验，通电流的导线对磁通电流的导线对磁针有作用，针有作用，使磁针在电流周围使磁针在电流周围偏转。偏转。上述现象都说明了：上述现象都说明了
4、：磁现象与运动电荷之磁现象与运动电荷之间有着深刻的联系。间有着深刻的联系。5大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第11章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场3.安培的分子电流假说安培的分子电流假说(2)近代分子电流的概念：近代分子电流的概念：(1)1822年安培提出了用分子电流来解释年安培提出了用分子电流来解释磁性起源。磁性起源。轨道圆电流自旋圆电流分子电流轨道圆电流自旋圆电流分子电流 一切磁现象都起源于电流，任何物质的分一切磁现象都起源于电流，任何物质的分子中都存在着环形电流（分子电流），每个分子中都存在着环形电流（分子电流），每个分子电流就相当于一个基元磁体，当这些分子电子电流就相当于
5、一个基元磁体，当这些分子电流作规则排列时，宏观上便显示出磁性。流作规则排列时，宏观上便显示出磁性。6大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第11章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场什么是磁力？什么是磁力？（1）磁体与磁体间的作用；）磁体与磁体间的作用；（2）电流与磁体间的作用；）电流与磁体间的作用；（3）磁场与电流间的作用；）磁场与电流间的作用；（4）磁场与运动电荷间的作用。）磁场与运动电荷间的作用。讨论讨论 7大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第11章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场电流电流电流电流I1I2磁体磁体电流电流 SINI电流电流磁体磁体INSNS磁磁场场磁体磁体磁体
6、磁体基本磁现象基本磁现象运动电荷运动电荷磁场磁场运动电荷运动电荷8大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第11章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场11.1 磁感应强度磁感应强度磁感强度磁感强度 的定义的定义在通电闭合回路中，取电流元在通电闭合回路中，取电流元电流元在磁场中的受力电流元在磁场中的受力(1)磁场中任一点磁场中任一点,有一有一特定方向，当电流元与特特定方向，当电流元与特定方向一致时，受力为零。定方向一致时，受力为零。方向为该点磁感应强度方向。方向为该点磁感应强度方向。9大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第11章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场(2)当电流元与该点磁感当电
7、流元与该点磁感应强度方向垂直时，应强度方向垂直时，受受力最大。力最大。该点磁感应强度的大小该点磁感应强度的大小 三者相互三者相互垂直垂直,成右手螺旋关系。成右手螺旋关系。10大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第11章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场(3)当电流元与磁感应强当电流元与磁感应强度方向为度方向为 任意角度时受任意角度时受力大小：力大小：电流元在磁场中受力：电流元在磁场中受力：称为安培力，式子为安培公式。称为安培力，式子为安培公式。11大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第11章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场磁感应强度的磁感应强度的单位单位：特斯拉特斯拉地球的南、北两极约为地球的南、北两极约为 610-5T；一般永磁体约一般永磁体约 0.052T；中子星磁场中子星磁场 108T ；人体磁场人体磁场 1012T；目前利用超导材料已能取得目前利用超导材料已能取得 40T 的强磁场。的强磁场。12