2021-2022学年高二物理竞赛课件：恒定磁场和磁感应强度.pptx

《2021-2022学年高二物理竞赛课件：恒定磁场和磁感应强度.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021-2022学年高二物理竞赛课件：恒定磁场和磁感应强度.pptx（14页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、恒定磁场和磁感应强度恒定磁场和磁感应强度一、磁的基本现象一、磁的基本现象一、磁的基本现象一、磁的基本现象1.1.磁铁的磁性磁铁的磁性磁铁的磁性磁铁的磁性(magnetism)磁性：能吸引铁、钴、镍磁性：能吸引铁、钴、镍等物质的性质。等物质的性质。S SN N司南勺司南勺 磁极磁极(pole)：磁性最强的区域，：磁性最强的区域，分磁北极分磁北极N和磁南极和磁南极S。磁极不能单独存在。磁极不能单独存在。磁极不能单独存在。磁极不能单独存在。磁力磁力(magnetic force)：磁极间存在相互作用，同号相：磁极间存在相互作用，同号相斥，异号相吸。斥，异号相吸。磁偏角磁偏角 地球是一个巨大的地球是一

2、个巨大的永磁体。永磁体。3.磁性起源于电荷的运动磁性起源于电荷的运动 安培电流分子安培电流分子(molecular current)假说假说(1822年年)：一切磁现象起源于电荷的运动。一切磁现象起源于电荷的运动。磁性物质的分子中存在着分子电流，每个分子电流磁性物质的分子中存在着分子电流，每个分子电流相当于一基元磁体。相当于一基元磁体。物质的磁性取决于内部分子电流对外界磁效应物质的磁性取决于内部分子电流对外界磁效应(magnetic effect)的总和。的总和。说明了磁极不能单独存在的原因。说明了磁极不能单独存在的原因。二、磁场二、磁场二、磁场二、磁场 磁感强度磁感强度磁感强度磁感强度运动电

3、荷运动电荷磁场磁场运动电荷运动电荷磁场的对外表现：磁场的对外表现：对磁场中运动电荷和电流有作用力。对磁场中运动电荷和电流有作用力。对在磁场中运动的载流导线作功。对在磁场中运动的载流导线作功。1.磁场磁场(magnetic field)实验证明：以实验证明：以确定的速率确定的速率v、沿不同方向通过定场中某定沿不同方向通过定场中某定点的运动电荷点的运动电荷q0受到的力是不同的。受到的力是不同的。定义磁感应强度定义磁感应强度 ：大小大小:方向方向:单位单位:特斯拉特斯拉(T)2.磁感应强度磁感应强度(magnetic induction)(magnetic induction)a.电荷沿某些方向（有

4、两个）电荷沿某些方向（有两个）运动时不会受到磁力的作用运动时不会受到磁力的作用;b.电荷沿上述方向相垂直的方向运电荷沿上述方向相垂直的方向运 动时电荷受到磁力最大。动时电荷受到磁力最大。不受力方向不受力方向（上述电荷上述电荷不受力的不受力的运动运动方向之一）方向之一）一、一、一、一、一、一、毕奥毕奥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萨伐尔定律萨伐尔定律(Biot-Savart law)(Biot-Savart law)静电场：源静电场：源(电荷电荷)磁场磁场：源源(电流电流)真空中的磁导率真空中的磁导率(permeability):0 0=410-7-7亨利亨利米米-1(

5、Hm-1-1)大小大小:方向方向:电流元的磁场I abc方向电流元在a，b，c处二、毕奥二、毕奥二、毕奥二、毕奥萨伐尔定律应用举例萨伐尔定律应用举例萨伐尔定律应用举例萨伐尔定律应用举例恒定磁场的计算：恒定磁场的计算：恒定磁场的计算：恒定磁场的计算：选取电流元选取电流元选取电流元选取电流元IdlIdl或某些典型电流分布为积分元。或某些典型电流分布为积分元。或某些典型电流分布为积分元。或某些典型电流分布为积分元。由由由由 毕毕毕毕-萨定律写出积分元的磁场萨定律写出积分元的磁场萨定律写出积分元的磁场萨定律写出积分元的磁场d dB B及方向。及方向。及方向。及方向。建立坐标系，将建立坐标系，将建立坐标

6、系，将建立坐标系，将d dB B分解为分量式，对每个分量积分解为分量式，对每个分量积分解为分量式，对每个分量积分解为分量式，对每个分量积 分分分分(统一变量、确定上下积分限统一变量、确定上下积分限统一变量、确定上下积分限统一变量、确定上下积分限)。分析对称性。分析对称性。分析对称性。分析对称性。求出总磁感应强度大小、方向，对结果进行分析。求出总磁感应强度大小、方向，对结果进行分析。求出总磁感应强度大小、方向，对结果进行分析。求出总磁感应强度大小、方向，对结果进行分析。与点电荷电场公式比较：与点电荷电场公式比较：相同之处：相同之处：相同之处：相同之处：都是元场源产生场的公式都是元场源产生场的公式

7、 场强都与场强都与 r 2 成反比成反比不同之处：不同之处：不同之处：不同之处：公式的来源不同公式的来源不同 方向不同方向不同 例例例例7-1.7-1.一长度为L的载流直导线，电流强度为I，导线两端到P点的连线与导线的夹角分别为 1和 2。求距导线为a处P点的磁感应强度。解：解：在直电流上取电流元在直电流上取电流元各电流元在各电流元在P点点 同向同向统一变量统一变量:讨论讨论讨论讨论:(1)(1)“无限长无限长”载流导线载流导线 1=0,2=(2)“半无限长半无限长”载流导线载流导线 1=/2 ,2=(3)P点在导线的延长线点在导线的延长线上上 B=0aBI 例例例例7-2.7-2.载流圆线圈

8、半径为载流圆线圈半径为R，电流强度为，电流强度为I。求轴线上。求轴线上距圆心距圆心O为为x处处P点的磁感强度。点的磁感强度。方向如图方向如图I各电流元在各电流元在P点点 大小相等，方向不同，由对称性：大小相等，方向不同，由对称性：解：解：在圆电流上取电流元在圆电流上取电流元理想气体的内能理想气体的内能理想气体的内能理想气体的内能模型模型分子间无相互作用分子间无相互作用无相互作用势能无相互作用势能刚性分子刚性分子 无振动自由度无振动自由度刚性分子理想气体内能刚性分子理想气体内能1 mol 分子平均动能之和分子平均动能之和m/M mol 内能的改变量内能的改变量结论：结论：理想气体的内能是温度的单值函数。