大学物理下稳恒磁场省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

六、安培环路定理六、安培环路定理(Ampere circuital theorem)1)反应磁场物理本质；反应磁场物理本质；2）能够求磁场中环量；）能够求磁场中环量；3）能够求磁感应强度）能够求磁感应强度LIIL1L2第1页 长直密绕螺线管内磁场长直密绕螺线管内磁场+MNPO载流螺绕环内磁场载流螺绕环内磁场无限长载流圆筒无限长载流圆筒(圆柱体圆柱体)无限大通电平板无限大通电平板MNPO第2页IR ao or求求Bo方向图示方向图示自测练习下自测练习下 p6 2+第3页七、七、带电粒子在电场和磁场中所受力带电粒子在电场和磁场中所受力+电磁场协力+若若q 在图示电磁场中运动，则在图示电磁场中运动，则切向加速度和法向加速度为切向加速度和法向加速度为多少？多少？第4页I霍耳电压霍耳电压霍耳系数霍耳系数+-3、霍耳效应、霍耳效应 (美国美国1879年年)第5页I+-P 型半导体型半导体+-霍耳效应应用霍耳效应应用测量磁场测量磁场霍耳电压霍耳电压判断半导体类型判断半导体类型+-N 型半导体型半导体-I+-第6页 量子霍尔效应量子霍尔效应（1980年）年）霍耳电阻霍耳电阻98年年崔琦崔琦因因量子霍耳效应理论量子霍耳效应理论获诺贝尔奖获诺贝尔奖。第7页S1 1、安培力、安培力磁场对电流磁场对电流元作用元作用力力 因为自由电子与晶格之间相互作用，使导线在宏因为自由电子与晶格之间相互作用，使导线在宏观上看起来受到了磁场作用力观上看起来受到了磁场作用力.安培定律安培定律八、载流导线在磁场中受力八、载流导线在磁场中受力考查载流子考查载流子第8页Pl解解 取一段电流元取一段电流元 例例1 求如图不规则平面载流导线在均匀磁场中所求如图不规则平面载流导线在均匀磁场中所受力，已知受力，已知 B 和和 I.第9页Pl解解2：第10页例例2、p134 10-19 A B d l I1I2解：解：dFr第11页 电流单位：电流单位：两无限长平行载流直导线间相互作用两无限长平行载流直导线间相互作用I=1A1m第12页1）线圈有）线圈有N匝时匝时MNOPI M,N O,P2、磁场作用于载流线圈磁力矩、磁场作用于载流线圈磁力矩研究研究均匀均匀磁场中有一矩形载流线圈磁场中有一矩形载流线圈MNOP磁力矩磁力矩2）任意形状线圈均成立）任意形状线圈均成立第13页九、安培力功九、安培力功 FAx安培力功等于电流强度与磁通量改变乘积。安培力功等于电流强度与磁通量改变乘积。第14页例例3、已知线圈已知线圈abcd通电通电I，面积，面积S,绕绕oy轴转动。开始时线圈平面和轴转动。开始时线圈平面和B成成30角，求：角，求：（1）线圈所受磁力矩；（）线圈所受磁力矩；（2）从该）从该位置转到平衡位置功。位置转到平衡位置功。30 xzydcba 30 解（解（1）（2）平衡位置）平衡位置 Pm与与B 同相同相第15页习题三习题三p17 16、A磁力矩磁力矩重力矩重力矩磁力矩方向向里磁力矩方向向里,线圈顺时针转动线圈顺时针转动重力力矩方向向外重力力矩方向向外第16页第十一章第十一章 磁介质磁介质 (magnetic medium)磁介质磁介质凡处于磁场中与凡处于磁场中与磁场发生相互作用物质。磁场发生相互作用物质。相对磁导率相对磁导率 顺磁质顺磁质抗磁质抗磁质铁磁质铁磁质 磁介质分类磁介质分类如氧、铝、钨、铂、铬等。如氧、铝、钨、铂、铬等。如氮、水、铜、银、金、铋等。如氮、水、铜、银、金、铋等。如铁、钴、镍等如铁、钴、镍等超导体是理想抗磁体超导体是理想抗磁体一、简述一、简述第17页原子中电子参加两种运动：原子中电子参加两种运动：自旋自旋自旋磁矩自旋磁矩 绕核轨道运动绕核轨道运动轨道磁矩轨道磁矩 磁介质磁化磁介质磁化分子电流和分子磁矩在外磁场中行为分子电流和分子磁矩在外磁场中行为固有分子磁矩固有分子磁矩分子电流分子电流向磁场方向偏转，且按统计规律取向向磁场方向偏转，且按统计规律取向(顺磁顺磁)分子磁矩在外磁场中会产生改变产生附加磁矩分子磁矩在外磁场中会产生改变产生附加磁矩(抗磁抗磁)。第18页电子拉莫进动电子拉莫进动电子磁矩受到磁力矩电子磁矩受到磁力矩角动量定理角动量定理1)1)绕磁场进动附加一磁矩绕磁场进动附加一磁矩 与外场与外场 反向。反向。2)2)感应磁矩：感应磁矩：分子中全部附加磁矩分子中全部附加磁矩矢量和。矢量和。抗磁性抗磁性 外磁场与磁介质相互作用，使其处外磁场与磁介质相互作用，使其处于特殊状态能产生新磁矩，或者说附于特殊状态能产生新磁矩，或者说附加磁场加磁场,这过程为磁化。这过程为磁化。第19页无外磁场无外磁场顺顺 磁磁 质质 磁磁 化化有外磁场有外磁场顺磁质内磁场顺磁质内磁场第20页无外磁场无外磁场抗抗 磁磁 质质 磁磁 化化有外磁场有外磁场抗磁质内磁场抗磁质内磁场第21页二、磁化强度二、磁化强度 (magnetization)M是描述磁介质宏观量。与介质特征、温度与统是描述磁介质宏观量。与介质特征、温度与统计规律相关。计规律相关。单位：安培单位：安培/米米(A/m)顺磁质顺磁质M 与与B0 同向同向抗磁质抗磁质M与与B0反向反向磁化宏观效果：磁化宏观效果：在介质表面或内部出现宏观电流，产生附加磁场。在介质表面或内部出现宏观电流，产生附加磁场。第22页 磁化面电流磁化面电流 I Is s在均匀外磁场中，各在均匀外磁场中，各向同性均匀磁介质被磁化，沿着柱面流动向同性均匀磁介质被磁化，沿着柱面流动未被抵消分子电流。未被抵消分子电流。（也称为束缚面电流）（也称为束缚面电流）磁化面电流密度磁化面电流密度 j jS S 在垂直于电流在垂直于电流流动方向上单位长度分子面电流。流动方向上单位长度分子面电流。若长若长l 介质表面介质表面I IS S，则其线密度为则其线密度为设介质截面积设介质截面积 S，则有：，则有：j jS S与与M关系关系 第23页 磁化强度环流磁化强度环流普遍情况下能够证实普遍情况下能够证实 磁化电流线密度大小等于磁化电流线密度大小等于磁化强度切向分量。磁化强度切向分量。电介质有电介质有以充满介质螺旋管为例，选如图回路，求环流以充满介质螺旋管为例，选如图回路，求环流磁化强度磁化强度磁化电流磁化电流第24页