大学物理上第9章课件全.ppt
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1、同学们好!,第九章 运动电荷间的相互作用 稳恒磁场,结构框图,学时:10,9.1 运动电荷间相互作用(了解),要求:了解处理问题的思路,理解结论的物理意义,问题:,一.运动电荷周围的电场,模型(所选研究对象):正方形平行板电容器电场,中电容器静止(a、b情况相同),中:电容器以速率 沿 轴运动.,带电量:,电荷密度:,边长:,即在 方向上,带电量:,电荷密度:,电场分布:,即在 方向上,结论:求运动电荷电场分布的一般方法:,即:当电荷相对于观察者沿 方向以 匀速运动时:,P.218 例一 在 系中以 沿 轴匀速运动点电荷 的电场。,比较:,二.运动电荷间的相互作用,由:,设 系中:,由217页
2、 9.1-4 式有:,由 得:,将 变换回S系时(152页 7.4-19式)要用到速度变换,将 变换回 系时要用到速度变换,代入152页(7.4-19)式得:,得在 系中看来,以 运动的场源电荷和以 运动的检验电荷间相互作用:,得:,所以磁场力只是运动电荷相互作用力的一部分,不是空间又出现了一个新的场,而是为了处理问题方便,人为地定义了一个新的场 磁场.电磁场是统一的整体,在不同条件下存在形式不同:,9.2 磁感应强度 毕 沙定律及其应用,定义真空磁导率:,2.磁场叠加原理,如果空间不止一个运动电荷,则空间某点总磁感应强度等于各场源电荷单独在该点激发的磁感应强度的矢量和:,练习:P.252 9
3、-5,以 沿 运动,各 在 点处 同向:,方向垂直于纸面向里。,二.毕 沙定律,1820年:奥斯特发现电流的磁效应,求解电流磁场分布基本思路:,推证:,每个载流子在场点 处磁场,电流元在场点 处磁场,小结:,磁感应强度:,相对于观察者以 速直线运动的点电荷的磁场:,电流元 的磁场(毕 沙定律):,磁场叠加原理:,同学们好,9.2 磁感应强度 毕 沙定律及其应用(续),上讲:,习题课:毕 沙定律应用,本讲,解:在直电流(AB)上取电流元,各电流元在 P 点 同向,统一变量:,讨论:,2.直导线及其延长线上点,1.无限长直电流,由对称性:,沿 方向,方向如图,例2.求圆电流轴线上的磁场(I,R),
4、各电流元在 点 大小相等,方向不同,由对称性:,1.定义电流的磁矩,讨论:,2.圆心处磁场,3.画 曲线,练习:P.252 9-3,实验室用近似均匀磁场,等效圆电流:,写成矢量式:,练习:P.253 9-7,思考:,写成矢量式:,例四带电圆环()顺时针旋转,求,对否?,解二:,解一错误,解二正确!,自学 P.224 例三载流直螺线管轴线上磁场.记住结果:,小结:用毕 沙定律求 分布,无限长载流直螺线管内的磁场:(下讲用安培环路定理求解),典型电流磁场公式:,电流的磁矩:,9.3 磁场的高斯定理和安培环路定理,一.磁场高斯定理,2.磁通量,通过磁场中某给定面的磁感应线的总条数,练习,已知:I,a
5、,b,l 求:解:,介绍:寻求磁单极问题,1.理论需要,(1)对称性需要,麦克斯韦方程尚不对称,暗示对电磁现象认识不完全,(3)大统一理论要求:带有自发对称破缺的规范场理论得出磁单极质量,大爆炸初期形成.至今含量如何?,1975 年:美国加州大学,休斯敦大学联合小组报告.用装有宇宙射线探测器气球在40 km 高空记录到电离性特强离子踪迹,认为是磁单极。为一次虚报。,1982年,美国斯坦福大学报告,用d=5 cm 的超导线圈放入 D=20 cm 超导铅筒。由于迈斯纳效应屏蔽外磁场干扰,只有磁单极进入会引起磁通变化,运行151天,记录到一次磁通突变。改变量与狄拉克理论相符。但未能重复,为一悬案。,
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