大学物理 恒定磁场

1、1第 6 章 恒定磁场习题解答1 空间某点的磁感应强度 的方向，一般可以用下列几种办法来判断，其中哪个是错误的？ B（ C ）（A）小磁针北（N）极在该点的指向；（B）运动正电荷在该点所受最大的力与其速度的矢积的方向；（C）电流元在该点不受力的方向；（D）载流线圈稳定平衡时，磁矩在该点的指向。2 下列关于磁感应线的描述，哪个是正确的? （ D ）（A）条形磁铁的磁感应线是从 N 极到 S 极的；（B）条形磁铁的磁感应线是从 S 极到 N 极的；（C）磁感应线是从 N 极出发终止于 S 极的曲线；（D）磁感应线是无头无尾的闭合曲线。3 磁场的高。

2、大学物理第 7 章 恒 定 磁 场填 空 题一 、 选 择 题1 .磁场可以用下述哪一种说法来定义? (A)只给电荷以作用力的物理量(B)只给运动电荷以作用力的物理量(C)贮存有能量的空间(D)能对运动电荷做功的物理量3 .下列叙述中错误的是 (A)一根给定的磁感应线上各点处的B的大小一定相等(B)一根给定的磁感应线上各点处的B的方向不一定相同(C)均匀磁场的磁感应线是一组平行直线(D)载流长直导线周围的磁感应线是一组同心圆环5 .下列叙述中不能正确反映磁感应线性质的是 (A)磁感应线是闭合曲线(B)磁感应线上任一点的切线方向为运动电荷的受力方向(C)磁。

3、 大学物理A 恒定磁场习题 答案及解法 1 选择题 1 边长为的一个导体边框上通有电流 则此边框中心的磁感应强度 C A 正比于 B 与成正比 C 与成反比 D 与有关 参考答案 2 一弯成直角的载流导线在同一平面内 形状如图1所示 到两边无限长导线的距离均为 则点磁感线强度的大小 B A 0 B C D 参考答案 3 在磁感应强度为的均匀磁场中 沿半径为的圆周做一如图2所示的任意曲面 则通过曲面。

4、1,一 磁 场,1 磁铁的磁场,磁 铁,磁 铁,2,2 电流的磁场,奥斯特实验,电 流,3 磁现象的起源,运动电荷,3,二 磁 感 强 度 的 定 义,带电粒子在磁场中运动所受的力与运动方向有关.,实验发现，带电粒子在磁场中沿某一特定方向运动时不受力，此方向与电荷无关.,4,带电粒子在磁场中沿其他方向运动时， 垂直于 与特定直线所组成的平面.,当带电粒子在磁场中垂直于此特定直线运动时受力最大.,5,大小与 无关,6,磁感强度 的定义,的方向:,的大小:,正电荷垂直于特定直线运动时，受力 与电荷速度 的叉积 方向：,7,单位：特斯拉,运动电荷在磁场中受力,8,本章。

5、1,第七章 稳恒磁场,2,化学,天文学,磁学,生物学,电子学,力学,原子核物理学,地球物理学,岩石学,生物磁学,天体磁学,地球磁学,磁化学,原子核磁学,磁流体力学,磁电子学,岩石磁学,3,运动 电荷,磁场,运动 电荷,磁场的描述,定量：磁感应强度,毕-萨定律,安培环路定理,定性：磁力线（磁通量）,本章的重点：,计算B的两种方法,说明磁场性质的两个定理,安培环路定理,磁场高斯定理,第七章 稳恒磁场,4,1. 磁场,（1）基本的磁现象：,磁铁、磁性、磁极（N、 S）、磁力、 磁化、磁极与电荷的区别,一、磁场 磁感应强度,（2）电与磁的联系,1819年前：磁铁 磁铁。

6、期 末 复 习,恒 定 磁 场 例 题 分 析,例1 两个同心的导体薄球壳，内外半径分别为 和 ，而且 ，其间充满电阻率为 的均匀介质，若两球壳之间的电压是 ，则任意点的电流密度为（ ）,(A),(B),(C),(D),例 题 分 析,例2 如图所示，截面积相同的二段均匀导体串联组成的电路，其电导率分别为 和 ，长度分别为 和 ，当导体中通过电流强度为I时，则二段导体中电场强度之比 为 。

7、1,第十一章恒定电流的磁场,2,11-2 磁场和磁感应强度,运动电荷周围既激发电场还激发磁场，故运动电荷之间除了有电场力相互作用，还有磁力相互作用。,磁感应强度,带电粒子在磁场中运动所受的力与运动方向有关。,3,某点 的大小及方向由下式定义：,运动正电荷q 、 已知，实验表明，受力 总是垂直于 、 所决定的平面，力的大小与 、q 、 的大小及 、 间的夹角有关，当 时受力最大。,大 小：,方 向：,单 位：特斯拉（T）1 T = 1 NA-1m-11 特斯拉 ( T ) = 104 高斯( G ),4,洛仑兹力,运动的带电粒子，在磁场中受到的作用力称为洛仑兹力。,洛仑兹力。

8、第十一章 恒定磁场 11 1 两根长度相同的细导线分别多层密绕在半径为R 和r 的两个长直圆筒上形成两个螺线管 两个螺线管的长度相同 R 2r 螺线管通过的电流相同为I 螺线管中的磁感强度大小满足 A B C D 分析与解 在两根通过电流相同的螺线管中 磁感强度大小与螺线管线圈单位长度的匝数成正比 根据题意 用两根长度相同的细导线绕成的线圈单位长度的匝数之比 因而正确答案为 C 11 2 一个半径。

9、1,一 带电粒子在电场和磁场中所受的力,电场力,磁场力（洛伦兹力）,运动电荷在电场和磁场中受的力,7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动,2,二 带电粒子在磁场中运动举例,1 回旋半径和回旋频率,3,应用：,磁聚焦 回旋加速器 质谱仪,4,2 磁聚焦,（洛伦兹力不做功）,洛伦兹力,与 不垂直,螺距,5,磁聚焦 在均匀磁场中点 A 发射一束初速度相差不大的带电粒子, 它们的 与 之间的夹角 不同 , 但都较小,这些粒子沿半径不同的螺旋线运动, 因螺距近似相等, 相交于屏上同一点, 此现象称为磁聚焦 .,应用 电子光学 , 电子显微镜等 .,6,由同一点（小孔）射出来。

10、静电荷,运动电荷,稳恒电流,第十三章 稳恒磁场,一、基本磁现象,电流的磁效应,天然磁石,chap131、2 磁场 磁感应强度,磁现象： 1、天然磁体周围有磁场； 2、载流导线周围有磁场； 3、电子束周围有磁场。,表现为： 使小磁针偏转,表现为： 相互吸引排斥 偏转等,4、载流导线能使小磁针偏转； 5、磁体的磁场能给载流导线以力的作用； 6、载流导线之间有力的作用； 7、磁体的磁场能给载流线圈以力矩作用； 8、载流线圈之间有力的作用； 9、天然磁体能使电子束偏转。,安培指出：,天然磁性的产生也是由于磁体内部有电流流动。,分子电流(1822年),电荷。

11、2019/4/22,第12章 磁介质中的恒定磁场,12.1 磁介质及其磁化 12.2 磁介质中的高斯定理和安培环路定理 12.3 铁磁质,内容提要,2019/4/22,12.1 磁介质及其磁化,12.1.1 磁介质及其分类,1. 磁介质 任何实物都是磁介质,电介质放入外场,磁介质放入外场, 相对磁导率,反映磁介质对原磁场的影响程度,如：真空螺线管的磁场：,则，介质螺线管的磁场：,令,磁导率,2019/4/22,2. 磁介质的分类,顺磁质,抗磁质,减弱原场,增强原场,如 锌、铜、水银、铅等,如 锰、铬、铂、氧等,弱磁性物质,顺磁质和抗磁质的相对磁导率都非常接近于1.,铁磁质,通常不是常数,具有。

12、第八章 恒定电流的磁场,8-1 恒定电流 8-2 磁感应强度,8-1-1 恒定电流,一、电流 电流密度,载流子：电荷的携带者，如自由电子（金属导体）空穴（半导体)、正负离子（电解液）,电流： 电荷的定向运动。,电流形成条件：,导体内有可以自由运动的电荷；,导体内要维持一个电场。,电流强度：单位时间通过导体某一横截面的电量。,方向：正电荷运动的方向，,有方向的标量。,单位： A(安培)。,恒定电流：电流的大小和方向不随时间而变化。,电流密度：精确描述导体中电流分布情况，是空间位置的矢量函数。,电流密度矢量定义：,方向与该点正电荷运动方。

13、第七章,恒定磁场,7-1 磁场的源,7-2 磁感(应)强度,7-3 产生磁场的规律,7-4 表述磁场性质的两条定理,7-5 磁场对载流导线的作用,7-6 磁场对运动电荷的作用,7-7 磁力的功,7-8 磁介质对磁场的影响,7-1 磁场的源,人们发现磁现象有2500多年,一、磁现象,吕氏春秋:“慈石召铁”,-磁石吸铁性质,韩非子有度：“司南”,-磁石琢磨成的指南针,梦溪笔谈： 11世纪，沈括制造了航海用的指南针,(4)指向：指北磁极为北极(N)，指南磁极为南极(S),磁现象,(1)磁性：可吸引铁、镍、钴等物质,(2)磁极：两端处磁性最强,(3)磁力：磁极同性相斥，异性相吸,材料： 天然。

14、第十四章 恒定磁场中的磁介质,3、铁磁质的主要特性及其应用。,1、磁介质磁化及其微观本质。,2、磁场强度 及磁介质中的安培环路定理。,一、分子电流 磁化强度,1、磁介质: 在磁场的作用下性质发生变化并影响原磁场分布的物质。,轨道磁矩,自旋磁矩,等效圆电流,2、磁介质分类：,1）顺磁质 介质被磁化后产生的磁矩方向与外磁场的方向相同，能使磁场略有增强，这类物质称为顺磁质。,2）抗磁质 介质被磁化后产生的磁矩方向与外磁场的方向相反，能使磁场略有减弱，这类物质称为抗磁质。,磁 介 质,分子的固有磁矩不为零，称为有矩分子。,分子的固有。

15、恒定磁场小结,东北大学主楼,小 结,一、基本概念,1、磁感应强度,2、载流线圈的磁矩,3、磁通量,5、洛仑兹力：运动电荷受的磁场力,4、安培力：载流导线受的磁场力,6、霍耳效应：磁场中载流导体两侧出现电势差,7、磁力矩：,1、毕奥萨伐尔定律,4、安培环路定理,2、安培定律,3、磁场的高斯定理,二、基本规律,5、运动电荷的磁场,6、洛仑兹力公式,7、磁力矩,8、磁力矩的功,三、常用公式,1、直电流的磁场,4、长直螺线管内的磁场,3、圆电流的磁场,2、长直电流的磁场,5、载流线圈在磁场中受的力矩,6、带电粒子在磁场中运动的回旋半径,四、 电场与磁场。

16、第8章 真空中恒定电流的磁场,本章内容：,8. 1 磁感应强度B,8. 2 毕奥萨伐尔定律,8. 3 磁通量 磁场的高斯定理,8. 4 安培环路定理,8. 5 磁场对电流的作用,8. 6 带电粒子在电场和磁场中的运动,8.1 磁感应强度B,1. 磁现象,磁 场,磁现象(1) 磁体磁体,磁现象(2) 电流磁体,磁现象(3) 磁体电流,S,I,F,N,磁现象(4) 电流电流,F,I1,I2,F,现象：,磁体,磁体,电流,电流,本质：,运动电荷,磁场,运动电荷,磁场的性质,(1) 对运动电荷(或电流)有力的作用;,(2) 磁场有能量,2. 磁感应强度,描述静电场,描述恒定磁场,引入电流元模型,引入试验电荷q0,实验结果确定,。

17、恒定磁场小结,2、匀速运动电荷的磁场,一、真空中的恒定磁场,二、反映磁场性质的两条基本定理,三、磁场对运动电荷、电流的作用,四、磁介质中的磁场,1、直线电流的磁场,无限长载流直导线,直导线延长线上,五、求磁场一些重要的结论,2、圆电流轴线上某点的磁场,方向： 右手螺旋法则,大小：,(1) 载流圆环圆心处的磁场,(2) 载流圆弧 圆心角,3、长直载流螺线管内,2-1电流由长直导线1沿平行bc边方向经。

18、一、磁场,电场,第 8 章 稳恒磁场,相对于参考系静止的电荷周围静电场,运动电荷周围磁场。,8-2 磁场 磁感应强度,用来定量描写磁场的基本物理量。,二、磁感应强度,让电量为q，速度为 的运动检验电荷从不同的方向进入磁场，测量它在磁场中所受到的磁力,实验发现如下： （1）当正电荷沿一特定方向运动时，所受磁力为零。此时正电荷的速度方向定为磁感应强度的方向；,静电场电场强度,磁感应强度,（2）,大小与 无关,当正电荷在某点的速度 方向垂直于磁感应强度 的方向时，所受磁场力最大 。方向垂直于 与 组成的平面.,（3）,当正电荷在某点的速度。

19、载流导体产生磁场,磁场对电流有作用,一.安培定理,大小：,方向：,由右手螺旋法则确定,任意形状载流导线在外磁场中受到的安培力,(1) 安培定理是矢量表述式,(2) 若磁场为匀强场,在匀强磁场中的闭合电流受力,7.5 磁场对电流的作用,讨论,安培力,此段载流导线受的磁力。,在电流上任取电流元,例,在均匀磁场中放置一任意形状的导线，电流强度为I,求,解,相当于载流直导线,在匀强磁场中受的力，方向沿 y 向。,例,求两平行无限长直导线之间的相互作用力？,解,电流 2 处于电流 1 的磁场中,同时，电流 1 处于电流 2 的磁场中，,电流 2 中单位长度上受的。