磁感强度磁场的高斯定理.ppt

11-1 磁感强度 磁场的高斯定理,1.基本磁现象,中国在磁学方面的贡献：,最早发现磁现象：磁石吸引铁屑,春秋战国吕氏春秋记载：磁石召铁,东汉王充论衡描述：司南勺最早的指南器具,十一世纪沈括发明指南针，发现地磁偏角，比欧洲的哥伦布早四百年,十二世纪已有关于指南针用于航海的记载,司南勺,早期的磁现象包括:,(1)天然磁铁吸引铁、钴、镍等物质。,(2)条形磁铁两端磁性最强，称为磁极。一只能够在水平面内自由转动的条形磁铁，平衡时总是顺着南北指向。指北的一端称为北极或N极，指南的一端称为南极或S极。同性磁极相互排斥，异性磁极相互吸引。,(3)把磁铁作任意分割，每一小块都有南北两极，任一磁铁总是两极同时存在。,(4)某些本来不显磁性的物质，在接近或接触磁铁后就有了磁性，这种现象称为磁化。,基本磁现象,1820年 奥斯特 磁针的电碰撞实验,电流的磁效应,磁现象与电现象有没有联系？,安培提出分子电流假设:,磁现象的电本质运动的电荷产生磁场,基本磁现象,奥斯特,2.磁感应强度,设带电量为q，速度为v的运动试探电荷处于磁场中，实验发现：,（2）在磁场中的p点处存在着一个特定的方向，当电荷沿此方向或相反方向运动时，所受到的磁力为零，与电荷本身性质无关;,（1）当运动试探电荷以同一速率v沿不同方向通过磁场中某点 p 时，电荷所受磁力的大小是不同的，但磁力的方向却总是与电荷运动方向（）垂直；,（3）在磁场中的p点处，电荷沿与上述特定方向垂直的方向运动时所受到的磁力最大(记为Fm)，并且Fm与qv的比值是与q、v无关的确定值。,方向：小磁针平衡时N 极的指向。,大小：,单位：特斯拉（T）高斯（Gs）,由实验结果可见，磁场中任何一点都存在一个固有的特定方向和确定的比值Fm/(qv)，与试验电荷的性质无关，反映了磁场在该点的方向和强弱特征，为此，定义一个矢量函数：,磁感强度,3.磁场的高斯定理(磁通连续原理),几种不同形状电流磁场的磁感应线,3.1 磁感应线的性质,与电流套连,闭合曲线(磁单极子不存在),互不相交,方向与电流成右手螺旋关系,规定：通过磁场中某点处垂直于 矢量的单位面积的磁感应线数等于该点 矢量的量值。磁感应线越密，磁场越强；磁感应线越稀，磁场就越弱，磁感线的分布能形象地反映磁场的方向和大小特征。,3.2 磁通量,磁通量：穿过磁场中任一给定曲面的磁感线总数。,对于曲面上的非均匀磁场，一般采用微元分割法求其磁通量。,磁场的高斯定理(磁通连续原理),单位：韦伯(Wb),对所取微元，磁通量：,对整个曲面，磁通量：,磁场的高斯定理(磁通连续原理),穿过任意闭合曲面S的总磁通必然为零，这就是磁场的高斯定理。说明磁场是无源场。,3.3 磁场的高斯定理,由磁感应线的闭合性可知，对任意闭合曲面，穿入的磁感应线条数与穿出的磁感应线条数相同，因此，通过任何闭合曲面的磁通量为零。,高斯定理的积分形式,磁场的高斯定理(磁通连续原理),