第十一章 稳恒磁场 11-1 恒定电流
一
电流密度
d
-
电流 大量电荷定向运动形成的 方向:正电荷运动方向 电流 大小: 通过S 的电荷随时间的变化率 dI dq 0 恒定电流) ( I dt dt 单位: 安培(A) (mA 10-3A) 导体中电流产生的微观机制: n 为电子的密度 n N / V 电子作定向运动的平均速度
B
v
v
q
+

q0
B
F Fmax
Fmax
B
第十一章 稳恒磁场
F qv B 大小: F q B sin
0或 即 B 3 或 2 2 即 B
sin 0
F 0
其他
sin 1
决定于磁场本身性质。 运动电荷在磁场中受磁场力（洛仑兹力）
q
F qv B
大小
F q B sin
方向：右手螺旋
q 0, 与 B同向 方向:右手螺旋 q 0, 与 B反向
F qv B
第十一章 稳恒磁场

q0
v
S
-
I
dt 时间内通过S的电荷： dq vd S n e dt I dq / dt envd S （整体量）
漂移速度 vd （平均概念）
第十一章 稳恒磁场
二 电流密度 电流分布一般是不均匀的 流过各截面的电流均为 I 大地 不同截面电流大小不同 电流 同一截面各点电流方向不同
I
j
方向：该点正电荷运动方向 大小: 单位时间内过该点附近垂直于正电荷运动方向的 单位面积的电荷
l 内
电动势： q ( Ek E ) dl qEk dl W
第十一章 稳恒磁场
电动势的定义：单位正电荷绕闭合回路运动一周，非静电力所 做的功.
W q
Ek dl
l
说明： （1）标量，方向规定：电源内部负极到正极的方向。 （2）取决于电源本身，与外电路无关。 （3）与电势差的区别：
Fk Ek q
I
电源：提供非静电力，并把其他形 式的能量转变为电能的装置.
l l
+ + + A Ek B
R +E
Ek dl Ek dl 外 Ek dl 0 外 内 Ek dl Ek dl （电源电动势）
基 稳恒磁场 本 毕萨定律 定 律 研究方法、解题思路 基本定律
叠加原理
电场强度 磁感应强度 对称性
安培环路Байду номын сангаас理
第十一章 稳恒磁场 11-3 磁场
一 磁场 静止电荷 电场
磁感强度
运动电荷（电流）在其周围除产生电场以外,还产生磁场. 运动电荷 场源 传导电流
永磁体
运动电荷 电流1 磁铁1
磁场
运动电荷 电流2 磁铁2
第十一章 稳恒磁场
第十一章 稳恒磁场
教学基本要求:
一 理解电流密度和电动势的概念. 二 掌握描述磁场的物理量——磁感应强度的概念，理解 它是矢量点函数. 三 理解毕奥－萨伐尔定律，能利用它计算一些简单问 题中的磁感强度. 四 理解稳恒磁场的高斯定理和安培环路定理.理解用安培 环路定理计算磁感强度的条件和方法. 五 理解洛伦兹力和安培力的公式 ，能分析电荷在均匀 电场和磁场中的受力和运动. 能计算简单几何形状载流导体在 均匀磁场中或在无限长载流直导线产生的非均匀磁场中所受的 力和运动.
1）磁场：物质的一种状态 2）磁场：对运动电荷和电流有力的作用 二 磁场的描述 磁感强度
B
第十一章 稳恒磁场
B 大小与方向的规定: 1） q在磁场中以 运动时， 如 q不受力, 与 平行的方向, 即为 B 的方向(磁针N极指向). 2） 与 B 垂直时, 受力 F 最大, F 且 F q ,而 B 一定, 仅
第十一章 稳恒磁场 早期的磁现象
公元前六、七世纪就已有了关于天然磁石的记载。公元前 250年左右，出现了古代指南针―司南的记载。在公元11世纪 （北宋）沈括创制了航海用的指南针。 1819年 奥斯特发现，放在载流导线周围的磁针会受到磁 力作用而发生偏转。 1820年，安培发现放在磁铁附近的载流导线或线圈也会受 到磁力作用而发生运动，而后又发现载流导线之间也会发生相 互作用。 1822年安培由此提出了物质磁性本质的假说，即一切磁现 象的根源是电流，构成物质的分子中都存在有回路电流―分子 电流。
dI jdS cos j dS I s j dS （有限面积）
dQ dI envd j dtdS cos dS cos
P j
dS
I
第十一章 稳恒磁场
11-2 电源 电动势 非静电力 Fk : 能不断分离正负电荷
使正电荷逆静电场力方向运动.
F最大
矢量点函数
0<F F
单位 特斯拉
1(T ) 1N/A m
B （x,y,z） E(x,y,z)
U AB
B



Ek dl
A
E dl
静电力的功 非静电力的功
第十一章 稳恒磁场
学习方法
知识点 静电场 基 本 库仑定律 定 律 基 静电场高斯定理 本 原 理 环路定理 基 高斯定理 本 原 理 安培环路定理 静电场高斯定理 类比（与静电场）:知识点、研究方法、解题思路