基本磁现象课件

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,*,基本磁现象课件,1,12-1基本磁现象,一、电和磁,1、magnet,Magnesia,2、“磁学之父”-吉尔伯特,12-1基本磁现象一、电和磁1、magnetMagnesia,2,1820年奥斯特发现了电流的磁效应,二、磁体：,1.永久磁体,天然磁石：F,e3,O,4,；,人造磁体：F,e,、C,o,、N,i,等合金,1820年奥斯特发现了电流的磁效应二、磁体：1.永久磁体天然,3,巨大的磁体 地球,（1）.地磁场的性质,地磁场不是个静止不变的场。地磁极相对于地理位置在慢慢地变化，在过去的八千万年里，地磁场的方向已经翻转了若干次，以五万年到几百万年为一周期重复，距现在最近的翻转大约发生在一万二千四百年以前。地磁场的强度也在不断变化。从1670年以来，地磁场强度已经下降了15%，按此速率，到4000年地磁场的强度将降为零。,形成,巨大的磁体 地球（1）.地磁场的性质 地,4,视频,视频,5,极 光,极 光,6,基本磁现象课件,7,基本磁现象课件,8,基本磁现象课件,9,（2）地磁场对,生物界,的影响,地磁场的翻转影响生物界的进化。,7000万年前的一次翻转；,7种,低等生物灭绝。,磁场与人类的一些疾病有关。,（2）地磁场对生物界的影响地磁场的翻转影响生物界的进化。70,10,人体磁场,人体磁场,11,吃罐装蚕豆后小孩的腹部磁场图,喝凉水后中年人腹部磁场图,电焊工的肺部磁场图,吃罐装蚕豆后小孩的腹部磁场图喝凉水后中年人腹部磁场图电焊工的,12,基本磁现象课件,13,2.,奥斯特实验,（1820年）,通电导线附近的磁针受到力的作用而偏转。,AOST.AVI,2.奥斯特实验（1820年）通电导线附近的磁针受到力的作用而,14,3、磁铁对通电直导线有作用力,（1820.8),4、安培实验：,通电导线之间有相互作用,1820年提出安培定律,1821年提出“分子电流”假说,3、磁铁对通电直导线有作用力（1820.8)通电导线之间有相,15,1827年发表电动力学理论“电学中的牛顿”,总结：,磁铁,磁铁,通电导线,通电导线,运动电荷,运动电荷,1827年发表电动力学理论“电学中的牛顿”总结：磁铁,16,磁感应强度,一、磁场的方向：,导线,I,N,S,小磁针受磁场作用静止后，极所指的方向称为该点的磁场方向,二、磁感应强度,磁感应强度一、磁场的方向：导线INS小磁针受磁场,17,亥姆霍兹线圈,亥姆霍兹线圈,18,观测结果:,0,y,z,x,磁场方向,(1)电子沿y轴方向运动,轨迹为一条直线,(2),圆周运动,0,y,z,x,磁场方向,x轴,z轴,观测结果:0yzx磁场方向(1)电子沿y轴方向运动,轨迹为一,19,(2)电子的运动方向与磁场方向有一夹角,0,y,z,x,磁场方向,z轴,磁感应强度的定义:,具有速度,的运动电荷q,在磁场中一点所受到的磁,场力,其中,称为该点的磁感应强度,的,大小,:,方向,:运动电荷受力为零时速度的方向,(2)电子的运动方向与磁场方向有一夹角,0yzx磁场方向z,20,三、电场强度与磁感应强度的异同：,1、相同：都是从受力的角度引入的,电场强度从场对电荷的作用力引入；,磁感应强度从运动电荷在磁场中的受力引入。,2、不同：,（1）电场方向与电荷的运动速度无关；,磁场方向与运动电荷的速度有关，并且符合右手螺旋定则；,（2）电场是由点电荷激发的；,磁场是由运动电荷激发的；,（3）单位不同：,三、电场强度与磁感应强度的异同：,21,电场：V/m，N/C；,磁场：T,地球赤道：B=3Gs；两极：B=6Gs,地面附近：B0.5Gs,永久磁铁:B=0.40.7T,超导磁体:B=8T20T,电场：V/m，N/C；地球赤道：B=3Gs；两极：B=6Gs,22,12-4毕奥-萨伐尔定律,一、毕奥-萨伐尔定律,1820年在法国科学院讨论会上，毕奥、萨伐尔演示奥斯特实验。,1820年九月，毕奥、萨伐尔发表了测定长直载流导线激发磁场的磁感应强度的结果,任意电流元,在空间一点p产生的磁场：,12-4毕奥-萨伐尔定律一、毕奥-萨伐尔定律,23,拉普拉斯证明了任意线电流产生的总磁感应强度可以通过矢量叠加来计算,例1：,载流直导线的磁场分布,已知：I,求：,解:,(1)首先建立坐标系:,拉普拉斯证明了任意线电流产生的总磁感应强度,24,该电流元在p点产生的磁场:,(2)取电流元,大小:,(3)变量代换:,该电流元在p点产生的磁场:(2)取电流元大小:(3)变量代换,25,(4)p点的磁场:,旋转方向与电流方向相同时,为正,(4)p点的磁场:旋转方向与电流方向相同时,为正,26,讨论：,（1）对无限长载流直导线,（2）直导线延长线上,无限长载流直导线,讨论：（1）对无限长载流直导线（2）直导线延长线上无限长载流,27,例2：,载流圆环轴线上的磁场分布,解:,(1)建坐标系0 x,(2)关于轴线对称的取电流元,两电流元产生合磁场方向沿x轴正向,垂直x轴方向分量相互抵消,(3)p点磁场:,例2：载流圆环轴线上的磁场分布解:(2)关于轴线对称的取电流,28,基本磁现象课件,29,讨论：,（1）圆心处,半圆环中心处,圆环中心处,轴线上一点p的磁场:,讨论：（1）圆心处半圆环中心处圆环中心处轴线上一点p的磁场:,30,（2）载流圆环在远离圆环处产生磁场：,引入矢量,（3）多个圆环叠在一起，N匝，N匝线圈在环心产生磁场：,（2）载流圆环在远离圆环处产生磁场：引入矢量（3）多个圆环叠,31,（4）.组合载流体产生的磁场,O,I,O,R,1,R,2,I,（4）.组合载流体产生的磁场OIOR1R2I,32,11 3 磁场的高斯定理,一、磁感线,1.定义,几种典型的载流导线的磁感线,11 3 磁场的高斯定理一、磁感线1.定义几种典型,33,1、磁感应线的性质：,（1）磁感应现在空中不会相交；,（2）磁感应线是无头无尾的闭合曲线，或从无穷远到无穷远；,（3）磁感应线的环绕方向与电流流向形成右手螺旋的关系；,2、磁单极子：,磁场是运动电荷激发的,二、磁场高斯定理,1、磁通量：,通过一给定曲面的总磁感应线数，称为通过该曲面的磁通量,1、磁感应线的性质：（1）磁感应现在空中不会相交；2、磁单极,34,2、高斯定理：,通过任意闭合曲面的磁通量恒等于零,无源场,2、高斯定理：通过任意闭合曲面的磁通量恒等于零无源场,35,作业：,P41,习题集,（一）1（二）3，4,作业：,36,