一、电介质的极化一、电介质的极化无极无极分子电介质：（氢、甲烷、石蜡等）分子电介质：（氢、甲烷、石蜡等）分子电介质：（水、有机玻璃等）分子电介质：（水、有机玻璃等）无极分子：位移极化无极分子：位移极化第五节第五节 静电场中的电介质静电场中的电介质有极分子：取向极化为主有极分子：取向极化为主1第八章第八章 磁场磁场内容：内容：第一节第一节 磁场、磁感应强度磁场、磁感应强度第二节第二节 电流的磁场电流的磁场第三节第三节 磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用第四节第四节 磁场对电流的作用、磁矩磁场对电流的作用、磁矩2第一节第一节 磁场、磁感应强度磁场、磁感应强度磁性磁铁能吸引铁、钴、镍等物质的性质磁性磁铁能吸引铁、钴、镍等物质的性质磁极磁性最强的两端磁极磁性最强的两端磁力两块磁铁或磁针间，同性磁极相斥、异性磁极相吸磁力两块磁铁或磁针间，同性磁极相斥、异性磁极相吸NSSN3NS指向性指向性: :指向北方的磁极北极指向北方的磁极北极N N；指向南方的磁极南极；指向南方的磁极南极S S。将磁针悬挂或支撑使其能在水平面内自由转动，磁针将磁针悬挂或支撑使其能在水平面内自由转动，磁针自动地转向南北方向。自动地转向南北方向。4一一 磁磁 场场早期人们认为电现象和磁现象互不相干，直到十九世纪早期人们认为电现象和磁现象互不相干，直到十九世纪初，才发现二者的联系。初，才发现二者的联系。几个现象：几个现象：1、载流导线附近的磁针发生偏转、载流导线附近的磁针发生偏转I说明：说明：电流对磁极有作用力，电流也能激发磁场与磁铁一样。电流对磁极有作用力，电流也能激发磁场与磁铁一样。52、载流导线之间有相互作用、载流导线之间有相互作用II电现象和磁现象之间是紧密联系的，电流和磁铁均能电现象和磁现象之间是紧密联系的，电流和磁铁均能激发磁场激发磁场，磁场对电流和磁铁均施加作用力。，磁场对电流和磁铁均施加作用力。63 3、分子电流假说：（、分子电流假说：（18221822年）年）总之：无论是磁铁，还是导线中的电流，它们的磁效总之：无论是磁铁，还是导线中的电流，它们的磁效应均应均起源起源于电流于电流( (即运动的电荷即运动的电荷), ), 磁场力是电荷之间磁场力是电荷之间的另一种力。的另一种力。磁磁 场场运动电荷运动电荷运动电荷运动电荷7+(1) 带电粒子在磁场中运动带电粒子在磁场中运动所受的力与运动方向有关所受的力与运动方向有关.(2)实验发现带电粒子在磁实验发现带电粒子在磁场中沿某一特定直线方向场中沿某一特定直线方向运动时不受力运动时不受力+二二 磁磁 感感 应应 强强 度度类似电场强度，引入试探电荷来测定空间某点的类似电场强度，引入试探电荷来测定空间某点的磁感应强度磁感应强度8(3)带电粒子在磁场中沿其带电粒子在磁场中沿其他方向运动时他方向运动时 垂直垂直于于 与与特定直线特定直线所组成的平面所组成的平面.(4)当带电粒子在磁场中垂当带电粒子在磁场中垂直于此特定直线运动时受直于此特定直线运动时受力最大力最大.大小与大小与 无关，反应了该点磁场的强弱无关，反应了该点磁场的强弱磁感应强度磁感应强度大小大小类似电场强度类似电场强度9单位单位 特斯拉特斯拉+磁感强度大小磁感强度大小运动电荷在磁场中受力运动电荷在磁场中受力 磁感强度磁感强度 的定义：的定义：当当正正电荷垂直于特定直线运动电荷垂直于特定直线运动时，受力时，受力 将将 方方向定义为该点的向定义为该点的 的方向的方向. 右手螺旋法则右手螺旋法则10三三 磁磁 感应感应 线线 规定规定：曲线上每一点的：曲线上每一点的切线切线方向就是该点的磁感方向就是该点的磁感强度强度 B 的的方向方向，曲线的，曲线的疏密疏密程度表示该点的磁感强度程度表示该点的磁感强度 B 的的大小大小.III磁感应线都是闭合曲线磁感应线都是闭合曲线11SNI电流方向与电流所产生的磁场方向符合右手螺旋法则电流方向与电流所产生的磁场方向符合右手螺旋法则会判断会判断B的方向的方向!(课本P183)12第二节第二节 电流的磁场电流的磁场P*一一 毕奥毕奥萨伐尔定律萨伐尔定律真空磁导率真空磁导率 大小：大小：(电流元电流元 在空间产生的磁场在空间产生的磁场)电流元电流元 方向：该处电流方向：该处电流的方向的方向13方向：由方向：由 方向转向方向转向 ，大拇指的方向即为，大拇指的方向即为 的方向的方向右手螺旋法则右手螺旋法则P*14 任意载流导线在点任意载流导线在点 P 处的磁感应强度处的磁感应强度磁感应强度叠加原理磁感应强度叠加原理P*电流元电流元在空间产生的磁场在空间产生的磁场注意：注意： 是哪个角？是哪个角？15毕奥毕奥萨伐尔定律萨伐尔定律12345678例例 判断下列各点磁感强度的方向和大小判断下列各点磁感强度的方向和大小.1、5 点点 ：3、7点点 ：2、4、6、8 点点 ：16若空间同时存在几条载流导线，则若空间同时存在几条载流导线，则矢量的叠加矢量的叠加17二、二、 毕奥毕奥-萨伐尔定律应用举例萨伐尔定律应用举例 例例1 载流长直导线的磁场载流长直导线的磁场. 方向均垂直方向均垂直纸面向里纸面向里解解AB*18AB* 的方向是垂直纸面向里的方向是垂直纸面向里.电流电流AB在在P点产生的磁感应强度：点产生的磁感应强度：注意：注意： 是由电流元是由电流元的方向与的方向与 径矢的夹角径矢的夹角 径矢为由电流元指向所求点径矢为由电流元指向所求点19（1）无限长）无限长载流长直导线的磁场载流长直导线的磁场.讨论：讨论：载流长直导线的磁场载流长直导线的磁场AB*20IB 无限长载流长直导线的磁场无限长载流长直导线的磁场IBX X21（3）若）若 P 点在其延长线上点在其延长线上（2）只有一端为无限长）只有一端为无限长掌握三种情况下载流掌握三种情况下载流导线的磁感应强度导线的磁感应强度AB*大小、方向都要写大小、方向都要写!22I 真空中真空中 , 半径为半径为R 的载流导线的载流导线 , 通有电流通有电流I , 称称圆圆电流电流. 求求其其轴线上一点轴线上一点 p 的磁感强度的方向和大小的磁感强度的方向和大小. 解解 根据对称性分析根据对称性分析例例2 圆形载流导线的磁场圆形载流导线的磁场.p*23p*方向：与方向：与X轴正向一致！轴正向一致！24 3）1）若线圈有）若线圈有 匝匝讨讨论论*2） 的方向不变的方向不变( 和和 成成右螺旋右螺旋关系）关系）25o（2R）I+IRo（1）xR（3）oI26三、磁场的叠加原理三、磁场的叠加原理Ad*方向：垂直纸面向里方向：垂直纸面向里27求中心求中心O点的磁场强度大小和方向点的磁场强度大小和方向OR方向：垂直纸面向外方向：垂直纸面向外(1)(2)(3)O点在（点在（1）电流的延长线上：）电流的延长线上：电流（电流（2）在）在O点的：点的：方向：垂直纸面向外方向：垂直纸面向外电流（电流（3）在）在O点的：点的：方向：垂直纸面向外方向：垂直纸面向外例例2选择垂直纸面向外为正选择垂直纸面向外为正28典型电流磁场公式：典型电流磁场公式：1. 无限长直电流：无限长直电流：圆电流圆心处磁场：圆电流圆心处磁场：仅一端为无限长：仅一端为无限长：2. 圆电流轴线上磁场：圆电流轴线上磁场：圆电流中心处磁场：圆电流中心处磁场：1/4圆电流中心处磁场：圆电流中心处磁场：在直电流上或延长线上：在直电流上或延长线上：29oI*方向：垂直纸面向外方向：垂直纸面向外选择垂直纸面向外为正选择垂直纸面向外为正(1)(2)(3)(4)(5)方向：垂直纸面向里方向：垂直纸面向里方向：垂直纸面向外方向：垂直纸面向外方向：垂直纸面向外方向：垂直纸面向外30例例 一一长长直直载载流流 I 的的导导线线，中中部部折折成成图图示示一一个个半半径为径为R的圆，则圆心的磁感应强度大小为的圆，则圆心的磁感应强度大小为 （A） （B） （C） （D） 031作业：作业：8-2，8-4例例 如如图图所所示示，四四条条皆皆垂垂直直于于纸纸面面“无无限限长长”载载流流直直导导线线，每每条条中中的的电电流流均均为为 I . 这这四四条条导导线线被被纸纸面面截截得得的的断断面面组组成成了了边边长长为为 2a 的的正正方方形形的的四四个个顶顶角角，则则其其中心点中心点 O 的磁感应强度的大小为的磁感应强度的大小为 （A） （B） （C） 0 （D）32第三节第三节 磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用一、洛仑兹力一、洛仑兹力电场力电场力磁场力磁场力（洛仑兹力洛仑兹力）+F大小：大小：点电荷运动速度点电荷运动速度点电荷处于场点处的磁感强度点电荷处于场点处的磁感强度点电荷电量点电荷电量33 方向：即以右手四指方向：即以右手四指 由经小于由经小于 的角弯向向的角弯向向 ，拇指的指向就是正电荷所受，拇指的指向就是正电荷所受洛仑兹力的方向洛仑兹力的方向.垂直于垂直于 与与 组成的平面组成的平面+34洛仑兹力洛仑兹力+（1）若若 则则 的方的方向与向与 同向。同向。（2）若若 则则 的方的方向与向与 反向。反向。洛仑兹力的方向总与运动速度垂直，所以洛仑兹力的方向总与运动速度垂直，所以不做功不做功，不改变运动速度的大小不改变运动速度的大小，只改变运动粒子的运动只改变运动粒子的运动方向。方向。35（1）粒子运动速度垂直磁感应强度时）粒子运动速度垂直磁感应强度时粒子做匀速圆周运动粒子做匀速圆周运动36(2) 若若 洛仑兹力洛仑兹力匀速直线运动匀速直线运动(3)若若 与与 夹角为夹角为和垂直于和垂直于 的分量的分量把速度把速度 分解为两个分量，即平行于分解为两个分量，即平行于 的分量的分量 37粒子做螺旋运动粒子做螺旋运动粒子在垂直磁场的平面里做圆周运动同时又粒子在垂直磁场的平面里做圆周运动同时又沿磁场方向匀速运动沿磁场方向匀速运动圆周运动圆周运动匀速直线运动匀速直线运动38第四节第四节 磁场对电流的作用、磁矩磁场对电流的作用、磁矩S一一 安安 培培 定律定律洛伦兹力洛伦兹力 安培定律安培定律 磁场对电流元的作用磁场对电流元的作用力力电流元电流元电流元与磁感应强度的夹角电流元与磁感应强度的夹角电流强度：指通过导体横截面的电量跟电流强度：指通过导体横截面的电量跟所用时间的比值所用时间的比值 39 有限长载流导线有限长载流导线所受的安培力所受的安培力 安培定律安培定律 意义意义 磁场对电流元作用的力的大小为磁场对电流元作用的力的大小为 的方向垂直于的方向垂直于 和和 所组成的平面所组成的平面, 40 例例 1 设在真空中有两根相距为设在真空中有两根相距为d 的无限长平行直导的无限长平行直导线，线， 分别通以电流分别通以电流 和和 ，且电流的流向相同，试，且电流的流向相同，试求单位长度上的导线所受的安培力为多少？求单位长度上的导线所受的安培力为多少？解：解：41 问问 若两直导线电流方向相反若两直导线电流方向相反二者之间的作用力如何？二者之间的作用力如何？42小结：小结：1 1、典型电流磁场公式：、典型电流磁场公式：（1） 无限长直电流：无限长直电流：圆电流圆心处磁场：圆电流圆心处磁场：仅一端为无限长：仅一端为无限长：圆电流中心处磁场：圆电流中心处磁场：1/4圆电流中心处磁场：圆电流中心处磁场：在直电流上或延长线上：在直电流上或延长线上：会判断圆电流、直电流会判断圆电流、直电流产生的磁感应强度的产生的磁感应强度的方向方向43作业：作业：88，8132、 磁场的叠加原理磁场的叠加原理3、 磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用磁场力磁场力（洛仑兹力洛仑兹力）4、 磁场对电流的作用磁场对电流的作用 安培定律安培定律 磁场对电流元的作用磁场对电流元的作用力力预习：第九章预习：第九章 电磁感应电磁感应 第一节第一节 电磁感应定律电磁感应定律 44