§9-1 磁场磁感应强度

S N N S 第十一章稳恒磁场 §9-1 磁场磁感应强度一.磁本质磁铁间的相互作用

N S N S 第十一章稳恒磁场 §9-1 磁场磁感应强度一.磁本质磁铁间的相互作用

I S N 电流对磁铁的作用

S N 电流对磁铁的作用 I

I F F I 电流与电流之间的相互作用

电流与电流之间的相互作用 I F F I

磁铁1 磁场磁铁2 电流磁铁磁场电流1 电流2 磁场安培提出：分子电流天然磁性的产生也是由于磁体内部有电流流动。

电荷的运动是一切磁现象的根源。 ★磁场对外的重要表现为： ①磁场对进入场中的运动电荷或载流导体有磁力作用。 ②载流导体在磁场中移动时，磁力将对载流导体作功。

工程上单位常用G（高斯） 二.磁感应强度 1.磁感应强度B ①磁感应强度是反映磁场性质的物理量 ②磁感应强度是矢量 ③磁感应强度的单位：T （特斯拉）（SI） 2.稳恒磁场大小和方向都不随时间变化的磁场

三.磁通量磁场中的高斯定理 1.磁感线在磁场中画一组曲线，曲线上每一点的切线方向与该点的磁场方向一致，这一组曲线称为磁感线。 ①方向：曲线上一点的切线方向和该点的磁场方向一致。 ②大小：磁力线的疏密反映磁场的强弱。

③性质： 无头无尾的闭合曲线，磁场中任意两条磁感线不相交。

I I B 直线电流的磁感线

I 圆电流的磁感线

I I 通电螺线管的磁感线

2.磁通量 通过磁场中任一面的磁感线数称为通过该面的磁通量，用m表示。 ①均匀磁场，磁感线垂直通过S ②均匀磁场，S 法线方向与磁场方向成 角

磁感线穿入为负，穿出为正。 ③磁场不均匀，S 为任意曲面 ④S 为任意闭合曲面规定：闭合曲面正方向为曲面上由内向外的法线方向。

I 四.磁场中的高斯定理穿过任意闭合曲面的磁通量为零。磁场中的高斯定理与静电场中的高斯定理虽然形式相似，但两者的物理意义完全不同。电场中的高斯定理反映电场是有源场，磁场中的高斯定理反映磁场是无源场。

单位矢量 . P r I d l d d l l I §9.2 毕奥－萨伐尔定律一.毕奥－萨伐尔定律 ? 取磁场：毕－萨定律： ——真空中的磁导率

P d B . . q P r I d l d d l l I 毕－萨定律：大小：方向：右螺旋法则

a P 二.毕－萨定律的应用载流直导线的磁场 I 求距离载流直导线为a 处一点P 的磁感应强度解

l I a P 根据几何关系

I P a P 讨论 (1)无限长直导线方向：右螺旋法则 (2)任意形状直导线 2 I 1

§9-3 安培环路定理 I r l r 静电场: 磁场: 一.安培环路定理 1.圆形积分回路改变电流方向

I r l r r 闭合积分回路方向与电流满足右手定则，则电流带正号，反之，电流带负号。

2.任意积分回路 3.回路不环绕电流

即在真空的稳恒磁场中，磁感应强度 沿任一闭合路径的积分的值，等于乘以该闭合路径所包围的各电流的代数和. 4.多电流情况安培环路定理

否则 ② 中为环路包含的总电流，环路外不计。 *关于安培环路定理的讨论： ①若电流方向与环路的方向满足右旋关系，则： ③磁感应强度的环流只与环路内的电流有关，但环路上一点的磁强是由环路内、外电流共同产生的。

④安培环路定理揭示了磁场的基本性质，磁场是有旋场，是非保守场，故不能引入势能的概念。④安培环路定理揭示了磁场的基本性质，磁场是有旋场，是非保守场，故不能引入势能的概念。

静电场 稳恒磁场电场有保守性，它是保守场，或有势场磁场没有保守性，它是非保守场，或无势场磁感线闭合、无自由磁荷磁场是无源场电力线起于正电荷、止于负电荷。静电场是有源场

. . . . . . . . . . . . . . . 二、安培环路定理的应用应用范围：磁场的分布具有一定的对称性。 1.无限长直载流螺线管内的磁场分布 I、n(单位长度线圈匝数) 管内磁力线平行于管轴分析对称性管外磁场为零

则沿该闭合回路的环流为： . . . . . . . . . . . . . . 得：长直载流螺线管内的磁场：选择环路如图所示：根据安培环路定理：

I 则沿该闭合回路的环流为： r l 则： 2.“无限长”载流导线磁场的分布作圆形积分回路磁场具有轴对称分布根据安培环路定理：

则沿该闭合回路的环流为： 则： 2.“无限长”载流圆柱导体内外磁场的分布已知：I 、R，电流沿轴向在截面上均匀分布作圆形积分回路磁场具有轴对称分布根据安培环路定理：

则沿该闭合回路的环流为： 则：作积分回路如图根据安培环路定理：

*关于安培环路定理的应用 1.注意应用范围：磁场具有某种空间对称性。 2.积分环路的选择: ①环路必须通过所求场点。 ②B的方向平行于线元dl或一部分环路B的方向垂直于线元dl；环路上各点B的大小相等，或某一部分环路上B =0。 ③闭合环路的形状尽可能简单，总长度可求。 3.注意环路方向与电流方向的右旋关系。

大小： §9-4 电磁相互作用一.磁场中的运动电荷 1.磁场对运动电荷作用的力称为洛仑兹力。方向： ★洛仑兹力与速度方向垂直,不改变速度大小,只改变其方向,不作功。

① 与平行 恒量电场力磁场力 ★粒子在同时存在电场和磁场空间运动时,其受的合力： 2.带电粒子在磁场中的运动粒子做匀速直线运动

② 与垂直 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 粒子做匀速圆周运动

③ 与成角 螺距 h ：

3.磁聚焦原理 很小时粒子源A 接收器A’ 发散角不太大的带电粒子束，经过一个周期后，重新会聚。

 × 任取电流元二.磁场对电流的作用安培力：电流在磁场中受到的磁力 1.均匀磁场中载流直导线所受安培力 2.非均匀磁场中载流直导线所受安培力大小：方向：右手螺旋法则

一段载流导线受到的安培力：

在ab上任取电流元 × [例]求载流导线ab 在无限长载流直导线磁场中所受力已知：I1、I2、d、L 电流元所受安培力如图方向向左

在ab上任取电流元 × [例]求载流导线ab 在无限长载流直导线磁场中所受力已知：I1、I2、d、L 电流元所受安培力如图方向向上

三.磁场对平面载流线圈的作用 1.在均匀磁场中的刚性矩形载流线圈（方向相反在同一直线上）  （方向相反不在一条直线上）线圈无平动

D(C)  A(B) 的方向为平面线圈中电流的右旋正法线方向。 + 对中心的力矩为（Ｎ为线圈的匝数）

①当，与 垂直，线圈所受磁力矩最大； ②当，与平行，线圈所受磁力矩为零； φ φ φ φ 几种特殊情况的讨论：

§9.5 磁介质中的安培环路定理 一. 磁介质及其分类 1. 磁介质—— 任何实物都是磁介质电介质 —— 相对介电常数磁介质 —— 相对磁导率反映磁介质对原场的影响程度

2. 磁介质的分类 ①抗磁质弱磁性物质减弱原场如锌、铜、水银、铅等 ②顺磁质增强原场如锰、铬、铂、氧等顺磁质和抗磁质的相对磁导率都非常接近1。 ③铁磁质具有显著的增强原磁场的性质强磁性物质

§9-1 磁场 磁感应强度