大学物理学：10-1磁场zk.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,电介质的极化,各向同性的均匀介质中极化电荷仅出现在介质的表面处。,极化电场与外电场方向相反，不能完全抵消外电场，除非介质被击穿。,有介质时的高斯定理,各向同性线性介质：,一平行板电容器充电后与电源断开，然后将其一半体积中充满介电常量为,的各向同性均匀电介质，则,(A),两部分中的电位移矢量不相等,(B),两部分中的电场强度不相等,(C),两部分极板上的自由电荷面密度相等,(D),以上三量都不相等,左右两板间的电压是相等的。,D,不相同！,例：,平板电容器两带等量异号电,+,0,-,0,插入,半块,均匀电介质,，求极板上自由电荷面密度？,解：,E,相同！,1,2,S,1,S,2,D,相同,！电位移线连续！,E,不相同,！电场线不连续！,例：,平板电容器两带等量异号电,，,+,0,，,-,0,插入,两块,均匀电介质,1,2,求电容器中的电场极板间电压？,解,：作,Gauss,面,S,1,作,Gauss,面,S,2,a,b,21.,同轴电缆,内导线,半径为,a,外圆筒内半径为,b,紧贴圆筒内壁充入同轴圆筒形电介质,内半径为,R,相对电容率,为,r,求,:,(1),若,导线和,圆筒带电,线密度为,求场强分布。,(2),单位长度的电容。,(3),分别用电容器储能和电场能量计算单位长度的电场能量。,解,:,由高斯定理得,:,R,r,l,(2),求单位长度的电容,:,a,b,R,(3),单位长电场能量，,用电容器储能计算,用电场能量计算,例,：两金属大平板面积为,S,间距,d,用电源充电后，两极板分别带电为,+,q,和,-,q,，,断开电源,外力把两极板拉至,2,d,.,试求,:,外力克服电场力所做的功,.,解：极板间的场强,恒力,?,变力,?,P196,第十章,恒定磁场,Q,相对静止,Q,相对运动,静电场,电磁场,在相对于场源,静止,的参考系中观察,在相对于场源,运动,的参考系中观察,场源,检验电荷,静止电荷,静电场,F=qE,运动电荷,电磁场,洛沦兹变换,检验,电荷运动,磁场力，,运动电荷才受磁力,（1）从激发场的角度而言，静止电荷只激发静电场，而运动电荷既激发电场又激发磁场。,（2）从电荷受力的角度来看，静止电荷只受电场力（不一定是静电力）的作用，而运动电荷既受电场力又受磁场力的作用。,只有运动电荷才激发磁场，只有运动电荷才会感受磁场力。,在二千多年前就已被发现和利用,一、基本磁现象,由青铜盘与,N,S,磁场 磁感应强度,磁石（,Fe,3,O,4,）吸引铁和具有指向作用的磁现象,司南,汉（公元前,206,公元,220,年）,天然磁体磨制的磁勺组成,铁、镍、钴等的合金和铁氧体,同性磁极相斥,异性磁极相吸,确定,磁极,N,、,S,地南极,地北极,磁南极,磁北极,磁体,永久磁铁,地磁现象,磁相互作用,运动电荷或电流周围存在着磁场,二、,磁场 磁感应强度,2.,磁场的,重要表现,力,功,磁场对运动电荷或载流导线有作用力,当载流导线在磁场中运动时,1.,磁场,磁场施于载流导线的力做功,固定,q,v,实验发现,:,同一点,与,q,v,无关,不同点,不同,只与磁场的性质有关,结论,:,3.,磁感应强度,(,定义,),大小,:,磁场中一点的,B,的大小等于,单位正电荷,以,单位速度,在该点运动时所受的,最大磁场力,方向,:,小磁针静止时,N,极的指向,单位：,特斯拉,(T),一、,磁感应线,曲线上各点的切向与该点 的方向一致,磁感应线 磁通量,在磁场中作的一系列曲线,P,点的,磁感线密度,P,点的,B,规定,P,a,b,c,一些典型磁场的磁感应线,I,磁感应线的,性质,磁感应线是,无始无终,的,闭合,曲线,磁感应线,不相交,磁感应线与电流之间的方向关系可用,P,若相交,，,P,点将有两磁感应强度,右手螺旋法则来确定,m,=,BS,S,S,通过,S,面的磁感应线的总条数,二、磁通量,磁通量为标量，可正可负,单位,韦伯,Wb,四、磁场中的高斯定理,通过任一闭合曲面的,三,.,磁通量的性质,穿出,穿入,磁通量为零,自学“,10-2,恒定电流”,下周三检查自学效果,10-3,恒定电流的磁场,磁场分布不随时间变化,电流元产生的磁感应强度,(,微元,):,I,P,方向的判断是重点！,毕奥-萨伐尔定律,10-3-1,毕奥,-,萨伐尔定律,一段载流导线,L,的磁场,B,的单位,:,特斯拉,(,T,),由叠加原理：,I,P,条件,:,L,、,I,、,d,、,1,、,2,电流元的磁场,：,X,O,P,d,l,2,L,I,1,1,注意,:,定义,!,1.载流长直导线的磁场,统一变量,毕奥,-,萨伐尔定律的应用,方向,：,讨论,无限长载流直导线,载流直导线及其延长线上的点,d,B,=0,，,B,=0,半无限长载流直导线,l,P,I,d,M,N,I,O,解：分析,b,P,I,无限长,求：,x,0,d,x,x,方向,练习,方向,：,大小：,无限长,x,R,O,P,X,载流圆线圈如图:,I,电流元的磁场：,的方向垂直于电流元和,r,的组成平面,已知,I,、,R,、,x.,2.,载流线圈轴线上的磁场,不难看出,合磁场沿轴线,x,R,O,P,X,I,引入线圈的磁矩,:,讨论,:,(1),圆心处,x,=0,(,2,),如果线圈有,N,匝,则磁矩,:,重要的结论！,推广,:,一段圆弧电流圆心,处的磁感应强度,