电流与磁场ppt课件

第八章1一、磁场一、磁场 磁感应强度磁感应强度1.1.1.1.磁现象的本质磁现象的本质磁现象的本质磁现象的本质磁现象的本质是运动电荷（电流）之间的相互作用。磁现象的本质是运动电荷（电流）之间的相互作用。磁现象的本质是运动电荷（电流）之间的相互作用。磁现象的本质是运动电荷（电流）之间的相互作用。2.2.2.2.磁场磁场磁场磁场运运运运动动动动电电电电荷荷荷荷（电电电电流流流流）周周周周围围围围空空空空间间间间存存存存在在在在的的的的一一一一种种种种场场场场称称称称为为为为磁磁磁磁场场场场。磁磁磁磁场场场场的的的的的的的的基基基基本本本本性性性性质质质质是是是是对对对对处处处处在在在在磁磁磁磁场场场场中中中中的的的的运运运运动动动动电电电电荷荷荷荷（电电电电流流流流）产生力的作用产生力的作用产生力的作用产生力的作用3.3.3.3.磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度大小：大小：大小：大小：方向：方向：方向：方向：一、磁场 磁感应强度1.磁现象的本质磁现象的本质是运动电荷2二、毕奥二、毕奥萨伐尔定律萨伐尔定律 P P P Pd dB BI Id dl lr r 1.1.毕奥毕奥毕奥毕奥 萨伐尔定律萨伐尔定律萨伐尔定律萨伐尔定律 二、毕奥萨伐尔定律 PdBIdlr1.毕奥萨伐尔定32.2.磁感应强度的计算（磁感应强度的计算（磁感应强度的计算（磁感应强度的计算（）计算一般电流的磁感应强度计算一般电流的磁感应强度计算一般电流的磁感应强度计算一般电流的磁感应强度解题要点：解题要点：解题要点：解题要点：几种常见电流的磁场（几种常见电流的磁场（几种常见电流的磁场（几种常见电流的磁场（）：）：）：）：1 1）直线电流的磁场：）直线电流的磁场：2 2）直线电流的磁场：）直线电流的磁场：2.磁感应强度的计算（）解题要点：几种常见电流的磁场（4三、磁场的三、磁场的“高斯定理高斯定理”与安培环路定律与安培环路定律1.1.磁感应线磁感应线磁感应线磁感应线 2.2.磁通量磁通量磁通量磁通量通过磁场中某一曲面的磁感应线总数通过磁场中某一曲面的磁感应线总数通过磁场中某一曲面的磁感应线总数通过磁场中某一曲面的磁感应线总数BndS三、磁场的“高斯定理”与安培环路定律1.磁感应线 2.53.3.磁场的高斯定理磁场的高斯定理磁场的高斯定理磁场的高斯定理穿过磁场中任意封闭曲面的磁通量为零穿过磁场中任意封闭曲面的磁通量为零穿过磁场中任意封闭曲面的磁通量为零穿过磁场中任意封闭曲面的磁通量为零 磁场是无源场磁场是无源场磁场是无源场磁场是无源场3.磁场的高斯定理穿过磁场中任意封闭曲面的磁通量为零 磁64.4.安培环路定理安培环路定理安培环路定理安培环路定理 磁场是有旋场磁场是有旋场磁场是有旋场磁场是有旋场4.安培环路定理 磁场是有旋场75 5磁感应强度的计算（磁感应强度的计算（磁感应强度的计算（磁感应强度的计算（）计算对称电流的磁感应强度计算对称电流的磁感应强度计算对称电流的磁感应强度计算对称电流的磁感应强度几种常见电流的磁场（几种常见电流的磁场（几种常见电流的磁场（几种常见电流的磁场（IIIIIIII）：）：）：）：解题要点：解题要点：解题要点：解题要点：1 1）长直螺线管内部的磁场：）长直螺线管内部的磁场：2 2）环形螺线管的磁场：）环形螺线管的磁场：5磁感应强度的计算（）几种常见电流的磁场（II）：解题要83 3）无限长圆柱形载流导体的磁场：）无限长圆柱形载流导体的磁场：3）无限长圆柱形载流导体的磁场：9大小：大小：大小：大小：方向：方向：方向：方向：vBFq四、磁场对运动点电荷的作用四、磁场对运动点电荷的作用1.1.洛仑兹力洛仑兹力洛仑兹力洛仑兹力大小：方向：vBFq四、磁场对运动点电荷的作用1.洛仑102.2.带电粒子在电场和磁场中的运动带电粒子在电场和磁场中的运动带电粒子在电场和磁场中的运动带电粒子在电场和磁场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动：带电粒子在匀强磁场中的运动：带电粒子在匀强磁场中的运动：带电粒子在匀强磁场中的运动：沿螺旋线运动沿螺旋线运动沿螺旋线运动沿螺旋线运动带电粒子在非匀强磁场中的运动：带电粒子在非匀强磁场中的运动：带电粒子在非匀强磁场中的运动：带电粒子在非匀强磁场中的运动：磁约束磁约束磁约束磁约束带电粒子在电场和磁场中的运动：带电粒子在电场和磁场中的运动：带电粒子在电场和磁场中的运动：带电粒子在电场和磁场中的运动：质谱仪：质谱仪：质谱仪：质谱仪：霍耳效应：霍耳效应：霍耳效应：霍耳效应：2.带电粒子在电场和磁场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运11五磁场对电流的作用五磁场对电流的作用1 1磁场对载流导线的作用力磁场对载流导线的作用力磁场对载流导线的作用力磁场对载流导线的作用力 ab 五磁场对电流的作用1磁场对载流导线的作用力 ab 122 2匀强磁场对载流平面线圈的作用力和力矩匀强磁场对载流平面线圈的作用力和力矩匀强磁场对载流平面线圈的作用力和力矩匀强磁场对载流平面线圈的作用力和力矩I IS S线圈的磁矩：线圈的磁矩：线圈的磁矩：线圈的磁矩：2匀强磁场对载流平面线圈的作用力和力矩IS线圈的磁矩：13第九章 电磁感应14一、电磁感应基本定律一、电磁感应基本定律1.1.1.1.电磁感应现象电磁感应现象电磁感应现象电磁感应现象当当当当通通通通过过过过闭闭闭闭合合合合回回回回路路路路的的的的磁磁磁磁通通通通量量量量发发发发生生生生变变变变化化化化时时时时，回回回回路路路路中中中中有有有有产产产产生感应电流的生感应电流的生感应电流的生感应电流的现象。现象。现象。现象。2.2.2.2.法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律当当当当通通通通过过过过回回回回路路路路的的的的磁磁磁磁通通通通量量量量发发发发生生生生变变变变化化化化时时时时，回回回回路路路路中中中中产产产产生生生生的的的的感感感感应应应应电动势与通过回路的磁通量对时间的变化率成正比。电动势与通过回路的磁通量对时间的变化率成正比。电动势与通过回路的磁通量对时间的变化率成正比。电动势与通过回路的磁通量对时间的变化率成正比。负号反映了感应电动势的方向负号反映了感应电动势的方向负号反映了感应电动势的方向负号反映了感应电动势的方向一、电磁感应基本定律1.电磁感应现象当通过闭合回路的磁通量发153.3.3.3.楞次定律楞次定律楞次定律楞次定律闭闭闭闭合合合合回回回回路路路路中中中中的的的的感感感感应应应应电电电电流流流流的的的的方方方方向向向向，总总总总是是是是使使使使得得得得感感感感应应应应电电电电流流流流所所所所产产产产生生生生的的的的通通通通过过过过回回回回路路路路的的的的磁磁磁磁通通通通量量量量去去去去补补补补偿偿偿偿引引引引起起起起感感感感应应应应电电电电流流流流的的的的磁通量的变化。磁通量的变化。磁通量的变化。磁通量的变化。楞次定律的本质是能量守恒定律。楞次定律的本质是能量守恒定律。楞次定律的本质是能量守恒定律。楞次定律的本质是能量守恒定律。楞次定律的本质是能量守恒定律。楞次定律的本质是能量守恒定律。3.楞次定律闭合回路中的感应电流的方向，总是使得感应电流所16二、动生电动势二、动生电动势洛伦兹力洛伦兹力洛伦兹力洛伦兹力1.1.1.1.产生动生电动势的非静电力：产生动生电动势的非静电力：产生动生电动势的非静电力：产生动生电动势的非静电力：2 2 2 2动生电动势的计算动生电动势的计算动生电动势的计算动生电动势的计算图图23A23A a a b b 动生电动势的方向可由计算结果的正负号来判别动生电动势的方向可由计算结果的正负号来判别二、动生电动势洛伦兹力1.产生动生电动势的非静电力：2动17麦克斯韦关于感生电场的假设：麦克斯韦关于感生电场的假设：麦克斯韦关于感生电场的假设：麦克斯韦关于感生电场的假设：变化的磁场在周围空间要激发感生电场。变化的磁场在周围空间要激发感生电场。变化的磁场在周围空间要激发感生电场。变化的磁场在周围空间要激发感生电场。三、感生电动势三、感生电动势1.1.1.1.产生感生电动势的非静电力产生感生电动势的非静电力产生感生电动势的非静电力产生感生电动势的非静电力 产生感生电动势的非静电力：产生感生电动势的非静电力：产生感生电动势的非静电力：产生感生电动势的非静电力：感生电场力：感生电场力：感生电场力：感生电场力：麦克斯韦关于感生电场的假设：变化的磁场在周围空间要激发感生18感生电场的环流感生电场的环流感生电场的环流感生电场的环流 2.2.2.2.感生电场的环流与感生电动势的计算感生电场的环流与感生电动势的计算感生电场的环流与感生电动势的计算感生电场的环流与感生电动势的计算图图117117感生电动势的计算感生电动势的计算感生电动势的计算感生电动势的计算 闭合回路闭合回路闭合回路闭合回路感生电场的环流 2.感生电场的环流与感生电动势的计算图11191.1.1.1.自感现象自感现象自感现象自感现象由于回路中电流变化而在回路自身中产生感生电动势的由于回路中电流变化而在回路自身中产生感生电动势的由于回路中电流变化而在回路自身中产生感生电动势的由于回路中电流变化而在回路自身中产生感生电动势的现象。现象。现象。现象。i i四、自感四、自感1.自感现象由于回路中电流变化而在回路自身中产生感生电动势的202.2.2.2.自感系数自感系数自感系数自感系数 计算关键：计算关键：计算关键：计算关键：假设假设假设假设I I，求，求，求，求 3.3.3.3.自感电动势自感电动势自感电动势自感电动势 自感系数反映一个电路自感系数反映一个电路自感系数反映一个电路自感系数反映一个电路“惯性惯性惯性惯性”的大小的大小的大小的大小2.自感系数 计算关键：假设I，求3.自感电动势 自感系数21五、互感五、互感1.1.1.1.互感现象互感现象互感现象互感现象一个载流回路中电流变化，引起邻近另一回路中产生一个载流回路中电流变化，引起邻近另一回路中产生一个载流回路中电流变化，引起邻近另一回路中产生一个载流回路中电流变化，引起邻近另一回路中产生感生电动势的现象。感生电动势的现象。感生电动势的现象。感生电动势的现象。1 12 2i i1 1i i2 2五、互感1.互感现象一个载流回路中电流变化，引起邻近另一回222.2.2.2.互感系数互感系数互感系数互感系数 互感系数反映两耦合回路互感的强弱互感系数反映两耦合回路互感的强弱互感系数反映两耦合回路互感的强弱互感系数反映两耦合回路互感的强弱3.3.3.3.互感电动势互感电动势互感电动势互感电动势2.互感系数 互感系数反映两耦合回路互感的强弱3.互感电23例题例题例题24ABCDIPa1200ABCDIPa120025OdRxrOdBOdRxrOdB26电流与磁场ppt课件27dRrI2dldFdFydFxdF I2I2I1dRrI2dldFdFydFxdFI2I2I128电流与磁场ppt课件29drrROdrrRO30电流与磁场ppt课件31xdxdlBACdlIIEkxdxdlBACdlIIEk32