基本磁现象概况课件.ppt

第七章稳恒磁场7-3磁场磁感应强度一、电和磁1、magnetMagnesia2、“磁学之父”-----吉尔伯特

1820年奥斯特发现了电流的磁效应

二、磁体：1.永久磁体天然磁石：FeO34；人造磁铁：

巨大的磁体——地球（1）地磁场的性质形成

视频视频\北极光及危害.MPG魁北克天空毁掉辐射

地磁场不是个静止不变的场。地磁极相对于地理位置在慢慢地变化，在过去的八千万年里，地磁场的方向已经翻转了若干次，以五万年到几百万年为一周期重复，距现在最近的翻转大约发生在一万二千四百年以前。地磁场的强度也在不断变化。从1670年以来，地磁场强度已经下降了15%，按此速率，到4000年地磁场的强度将降为零。400多万年以来的地磁正向期和反向期

（2）地磁场对生物界的影响地磁场的翻转影响生物界的进化。7000万年前的一次翻转；7种低等生物灭绝。250万年前的一次翻转：7种低等生物消失。

人体磁场

视频\AOST.AVI2.奥斯特实验（1820年）通电导线附近的磁针受到力的作用而偏转。

1777年8月11日奥斯特生于丹麦1794年进入哥本哈根大学1799年获哲学博士学位1812年发表《关于化学力和电力的统一的研究》1820年4月发现电流磁效应1820年7月21日发表四页纸的论文《关于磁铁周围电冲突的实验》1829年创办哥本哈根工学院并任院长1851年3月9日逝世。

电流磁效应的重要意义1.突破了长期以来根深蒂固的电与磁不相干的僵化观念，揭示了电与磁之间的内在联系2.突破了长期以来认为只存在（推、拉性质的）中心力观念，第一次发现了有横向旋转力存在。3.指明了未来电力技术应用的可能性。

3、磁铁对通电直导线有作用力（1820.8)

4、安培实验：通电导线之间有相互作用1820年12月提出安培定律1821年提出“分子电流”假说

总结：运动电荷磁铁运动电荷通电导线通电导线磁铁

7-3-2磁感应强度一、磁场的方向：小磁针受磁场作用静止后，Ｎ极所指的方向称为该点的磁场方向

二、磁感应强度ＲＩＲＩＲ亥姆霍兹线圈

z观测结果:(1)电子沿y轴方向运动,轨迹为一条直线y0z磁场方向xz轴x轴(2)圆周运动y0磁场方向x

(2)电子的运动方向与磁场方向有一夹角?,z磁感应强度的定义:y?磁场方向具有速度的运动电荷q0x在磁场中一点所受到的磁场力其中z轴称为该点的磁感应强度的大小:方向:运动电荷受力为零时速度的方向

三、电场强度与磁感应强度的异同：1、相同：都是从受力的角度引入的电场强度从场对电荷的作用力引入；磁感应强度从运动电荷在磁场中的受力引入。2、不同：（1）电场方向与电荷的运动速度无关；磁场方向与运动电荷的速度有关，并且符合右手螺旋定则；（2）电场是由点电荷激发的；磁场是由运动电荷激发的；（3）单位不同：

电场：V/m，N/C；磁场：T地球赤道：B=3Gs；两极：B=6Gs地面附近：B~0.5Gs永久磁铁:B=0.4~0.7T超导磁体:B=8T~20T

7-4毕奥-萨伐尔定律一、毕奥-萨伐尔定律1820年在法国科学院讨论会上，毕奥、萨伐尔演示奥斯特实验。1820年九月，毕奥、萨伐尔发表了测定长直载流导线激发磁场的磁感应强度的结果任意电流元在空间一点p产生的磁场：

拉普拉斯证明了任意线电流产生的总磁感应强度可以通过矢量叠加来计算

二、毕-萨定律的应用例1：载流直导线的磁场分布已知：I求：解:(1)首先建立坐标系:

(2)取电流元该电流元在p点产生的磁场:大小:(3)变量代换:

(4)p点的磁场:旋转方向与电流方向相同时,?为正

讨论：（1）对无限长载流直导线（2）直导线延长线上无限长载流直导线

例2：载流圆环轴线上的磁场分布解:(1)建坐标系0x(2)关于轴线对称的取电流元两电流元产生合磁场方向沿x轴正向,垂直x轴方向分量相互抵消(3)p点磁场:

轴线上一点p的磁场:讨论：（1）圆心处半圆环中心处圆环中心处

（2）载流圆环在远离圆环处产生磁场：引入矢量（3）N匝圆环叠在一起，N匝线圈在环心产生磁场：

例3.组合载流体产生的磁场IOA′IR1R2BB′O2IARoII

IadI2odI1oIaoa1423IoaII

例1如图所示，AA′及BB′为两个正交的圆形线圈，AA′的半径为R，通电流I，BB′的半径为2R，通电流2I，则两线圈的公共中心O点的磁感应强度为A′IBB′O2IA

A′I解：BB′yO2IxoABoBBBOA

例2求如图所示的组合载流体在O点处产生的磁场F解：（1）AIBEOR1DR2C

（2）1I1RABoII2I2CD

（3）AoaIaIBC

（4）zdI2xydI1ooxBOB1yoOB2

（5）GIaADBoICF

作业：单元22：二、1,5三、1，