大学物理 磁感应强度共36页
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大学物理之磁场 磁感强度优选PPT文档
大小与 无关 当带电粒子在磁场中垂直于此特定直线运动时受力最大.
max
当正电荷垂直于 特定直线运动时,受力 N、S极同时存在；
qv
大小与 q,v
无关
7-3 磁场 磁感强度
磁当将正感Fm电强ax荷v度在垂B磁直的场于定中特义的定：方直向线定运义动为时该,受点力的FBm ax
的方向. 磁感强度大小:
B Fmax qv
磁感强度 的定义：
当正电荷垂直于 特定直线运动时,受力
max
带电粒子在磁场中运动所受的力与运动方向有关.
实验发现带电粒子在磁场中沿某一特定直线方向运动时不受力，此直线方向与电荷无关.
同名磁极相斥，异名磁极相吸.
当带电粒子在磁场中垂直于此特定直线运动时受力最大.
F 带电粒子在磁场中沿其他方向运动时 垂直于 与特定直线所组成的平面.
动方向有关.
y
实验发现带电粒 子在磁场中沿某一特定 直线方向运动时不受力， 此直线方向与电荷无关.
vv
o
z
F0
+ vv
x
7-3 磁场 磁感强度
带电粒子在磁场中
同名磁极相斥，异名磁极相吸.
沿 垂 所其 直 组当于他 成带方 的v 电向 平与粒运面特子.动定在时直磁F 线场 带二大当二1当大当带1N实 当N带当当磁带带大实带N磁N、、、、电小带带小带电验带电带带感电电小验电感磁磁SSSS磁 磁粒 与 电 电 与 电 粒 发电 粒 电 电 强 粒 粒 与 发 粒 强铁 铁极极极极子粒粒粒子现 粒子粒粒度子子现子度的 的感感同同同同在子子子在带 子在子子在在带在磁 磁时时时时强强磁在在在磁电 在磁在在磁磁电磁场 场的的无无无存存存存度度场磁磁磁场粒 磁场磁磁场场粒场定定关关关在在在在中场场场中子 场中场场中中子中义义；；；；沿中中中沿在 中沿中中沿沿在沿：：的的其垂垂垂其磁 垂其垂垂其其磁其定定他直直直他场直他直直他他场他义义方于于于方中 于方于于方方中方向此此此向沿 此向此此向向沿向运特特特运某 特运特特运运某运动定定定动一 定动定定动动一动时直直直时特 直时直直时时特时线线线定 线线线定运运运直 运运运直垂垂垂垂垂垂动动动线 动动动线直直直直直直时时时方 时时时方于于于于于于受受受向 受受受向力力力运 力力力运最最最动 最最最动与与与与与与大大大时 大大大时特特特特特特不 不......定定定定定定受 受直直直直直直力 力线线线线线线， ，所所所所所所此 此组组组组组组直 直成成成成成成线 线的的的的的的方 方平平平平平平向 向面面面面面面与 与...... 电 电荷 荷无 无关 关..
《磁感应强度 磁通量》PPT课件
新知讲解
三、磁通量
4.有效面积
在匀强磁场中，若磁感线与平面不垂直，公式
＝中的应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积
。
＝，式中即面积在垂直于磁感线
方向的投影，我们称为“有效面积”。
磁通量也可理解为穿过某面积的磁感线的条数，当有方向相反的两簇条数相
同的磁感线穿过某面积时，该面积上的磁通量为零。
到的磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I乘积的比值，即B＝
B．通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零
C．磁感应强度B＝ 只是定义式，它的大小取决于场源以及在磁场中的位置，
与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关
D．通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向
课堂练习
2.下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是（BD
部件的大型永磁体中心的磁场
0.1346
电动机或变压器铁芯中的磁场
0.8 ～1.7
电视机偏转线圈内的磁场
实验室使用的最强磁场
约0.1
瞬时103恒定37
中子星表面的磁场
106～108
原子和表面的磁场
约1012
课堂练习
1 .下列说法中正确的是（C ）
A．磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时受
各电场的场强的矢量和
单位
= /( ∙ )
/ = /
谢
谢
（2）通电螺线管内部的磁场（除边缘部分外）
（3）相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时，其
中间区域的磁场。
课堂练习
5.关于匀强磁场，下列说法中正确的是（ CD
）
A．在某一磁场中，若有无数处磁感应强度相同，这个区域里的磁场就是匀强磁场
磁感应强度PPT教学课件
（2）比值F/IL与放入的通电导线无关，反映了磁 场本身的特性（力的性质），为了反映这一特 性我们引入物理量磁感应强度B．
定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电 导线，所受的安培力F跟电流I和导线长度 L的乘积IL的比值，叫做磁感应强度．
B F （电流与磁场垂直） IL
B是矢量，在国际单位制中B的单位是特斯 拉，简称特，符号是T．1T＝1N/A·m．
+ 0.5 ( mol/L )
5分钟末的浓度 0.25 ///
0.5
VA=
0.25 0.05 5
(mol/L·分)
Vc = 0.5 0.1 (mol/L·分)
5
VA : VC = 1 : 2
27
2. 影响化学反应速度的因素:
内因: 反应物的性质(主要因素)
因
(不同的反应具有不同的性质)
在其他条件不变的条件下:
28
巩固练习：
1. （1）写出 Na2S2O3 溶液和 H2SO4 溶液反应的离子方程式：
S2O32 - + 2H + → S ↓ + SO2 ↑ + H2O
（2 ）下列各组实验中溶液变浑浊的先后顺序是：D___C___A___B_
A. 0.1mol/L Na2SO3 和 H2SO4 各 5ml，加水5ml，反应温度为10OC B. 0.1mol/L Na2SO3 和 H2SO4 各 5ml，加水10ml，反应温度为10OC C. 0.1mol/L Na2SO3 和 H2SO4 各 5ml，加水10ml，反应温度为30OC D. 0.2mol/L Na2SO3 和 H2SO4 各 5ml，加水10ml，反应温度为30OC
素
浓度:浓度大 反应快
外因:
定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电 导线，所受的安培力F跟电流I和导线长度 L的乘积IL的比值，叫做磁感应强度．
B F （电流与磁场垂直） IL
B是矢量，在国际单位制中B的单位是特斯 拉，简称特，符号是T．1T＝1N/A·m．
+ 0.5 ( mol/L )
5分钟末的浓度 0.25 ///
0.5
VA=
0.25 0.05 5
(mol/L·分)
Vc = 0.5 0.1 (mol/L·分)
5
VA : VC = 1 : 2
27
2. 影响化学反应速度的因素:
内因: 反应物的性质(主要因素)
因
(不同的反应具有不同的性质)
在其他条件不变的条件下:
28
巩固练习：
1. （1）写出 Na2S2O3 溶液和 H2SO4 溶液反应的离子方程式：
S2O32 - + 2H + → S ↓ + SO2 ↑ + H2O
（2 ）下列各组实验中溶液变浑浊的先后顺序是：D___C___A___B_
A. 0.1mol/L Na2SO3 和 H2SO4 各 5ml，加水5ml，反应温度为10OC B. 0.1mol/L Na2SO3 和 H2SO4 各 5ml，加水10ml，反应温度为10OC C. 0.1mol/L Na2SO3 和 H2SO4 各 5ml，加水10ml，反应温度为30OC D. 0.2mol/L Na2SO3 和 H2SO4 各 5ml，加水10ml，反应温度为30OC
素
浓度:浓度大 反应快
外因:
磁感应强度 课件
性质，与F、I、L无关，与磁场中有没有通电导线无关.
特别提醒：磁感应强度的方向是该处磁场方向，但不是该处电流元受
力F的方向.磁场方向与电流元受力方向垂直(第四节左手定则).
例2 磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是2.5 A，导线 长1 cm，它受到的磁场力为5.0×10－2 N.求： (1)这个位置的磁感应强度大小；
[知识深化] 对磁感应强度定义式的理解 1.在定义式B＝IFL 中，通电导线必须垂直于磁场方向放置，因为沿不同 方向放置导线时，同一导线受到的磁场力不相等.
2.磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时L应很短很短，IL称 为“电流元”，相当于静电场中电场强度公式E＝Fq 中的“试探电荷”. 3.磁感应强度B是用比值法定义的物理量，其大小只取决于磁场本身的
生变化
二、磁感应强度的大小
[导学探究] 如图1所示，三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极
间的磁场是均匀的，将一根直导线悬挂在磁铁的两极间，有电流通过时
导线将摆动一个角度，通过摆动角度的大小可以比较磁场力的大小，分
别接通“2、3”或“1、4”可以改变导线通电部
长度，电流由外部电路控制.
(1)接通1、4(保持导线通电长度不变)，当电流增
一、磁感应强度的方向
[导学探究] 在电场中用电场强度描述电场的强弱和方向，在磁场中用 什么物理量描述磁场的强弱和方向？该物理量的方向是如何规定的？ 答案 用磁感应强度描述磁场的强弱和方向，物理学规定小磁针静止时 N极所指的方向为磁感应强度的方向.
[知识深化] 1.磁感应强度的方向和小磁针N极受力方向相同，与S极受力方向相 反，但绝非电流的受力方向. 2.磁场中某点磁感应强度的大小和方向是确定的，和小磁针、电流的 存在与否无关.
特别提醒：磁感应强度的方向是该处磁场方向，但不是该处电流元受
力F的方向.磁场方向与电流元受力方向垂直(第四节左手定则).
例2 磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是2.5 A，导线 长1 cm，它受到的磁场力为5.0×10－2 N.求： (1)这个位置的磁感应强度大小；
[知识深化] 对磁感应强度定义式的理解 1.在定义式B＝IFL 中，通电导线必须垂直于磁场方向放置，因为沿不同 方向放置导线时，同一导线受到的磁场力不相等.
2.磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时L应很短很短，IL称 为“电流元”，相当于静电场中电场强度公式E＝Fq 中的“试探电荷”. 3.磁感应强度B是用比值法定义的物理量，其大小只取决于磁场本身的
生变化
二、磁感应强度的大小
[导学探究] 如图1所示，三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极
间的磁场是均匀的，将一根直导线悬挂在磁铁的两极间，有电流通过时
导线将摆动一个角度，通过摆动角度的大小可以比较磁场力的大小，分
别接通“2、3”或“1、4”可以改变导线通电部
长度，电流由外部电路控制.
(1)接通1、4(保持导线通电长度不变)，当电流增
一、磁感应强度的方向
[导学探究] 在电场中用电场强度描述电场的强弱和方向，在磁场中用 什么物理量描述磁场的强弱和方向？该物理量的方向是如何规定的？ 答案 用磁感应强度描述磁场的强弱和方向，物理学规定小磁针静止时 N极所指的方向为磁感应强度的方向.
[知识深化] 1.磁感应强度的方向和小磁针N极受力方向相同，与S极受力方向相 反，但绝非电流的受力方向. 2.磁场中某点磁感应强度的大小和方向是确定的，和小磁针、电流的 存在与否无关.
【大学物理】第二讲 磁感应强度
l
MN
NO
OP
PM
例题 2-6 求载流螺绕环内的磁场
解：（1） 对称性分析：环内B 线为同心 圆，环外 B 为零。
d
R
46
（2）选回路
Bdl l
=
2πrB =
0 NI
B = 0 NI
2πr
令 L = 2πR
B = 0 NI L
d
L
R
当 2R d 时，螺绕环内可视为均匀磁场 。
47
2R
B0
=
0I
4R
B0
=
0I
8R
(4)
(5) I
d *A
R1
R2
*o
BA
=
0I
4πd
B0
=
Hale Waihona Puke 0I4R20I4R1
0I
4 π R1
例题 2-3 载流直螺线管内部的磁场。
如图所示，有一长为l ，半径为R的载流密
绕直螺线管，螺线管的总匝数为N，通有电流I。
设把螺线管放在真空中，求管内轴线上一点处的 磁感强度。
=
0I
4 π r0
(cos1
cos2 )
B 的方向沿 x 轴负方向
讨论
z
D 2
I
xo
C 1
B
=
0I
4 π r0
(cos
1
cos
2
)
（1）无限长载流长直导线
B
×
P
y
1 0 2 π
B = 0I
2 π r0
（2）半无限长载流长直导 线
1
π 2
2 π
BP
=
大学物理课件：磁场 磁感应强度
I
N S
1820年7月21日，奥 斯忒以拉丁文报导 了60次实验的结果。
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奥斯特实验证明电流对磁铁有力的作用。同时， 人们还发现：
磁铁对载流导线也有力的作用； 磁铁对运动电荷也有力的作用； 电流与电流之间也有力的相互作用。 1882年,安培对这些实验事实进行分析的基础上，提 出了物质磁性本质的假说：
y
V与B垂直，F qVB
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定义：
磁场中各点处运动电荷不受磁力作用的方向 即为相应点磁感应强度的方向。
运动电荷在磁场中某点所受的最大磁力Fmax
与qv的比值为该点磁感应强度的大小，即：
B Fmax qv
单位： 1T (特） 1NC 1m1s 1NA1m1
重点和难点：磁感应强磁铁 磁铁间的作用。 (1)磁铁有两个极：N，S。 (2)磁极间存在相互作用力：同极相斥，异极相吸.
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在历史上很长一段时期里,人们曾认为磁 和电是两类截然不同的现象。
1819年,奥斯特 实验首次发现了电 流与磁铁间有力的 作用，才逐渐揭开 了磁现象与电现象 的内在联系。
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引入运动电荷
在磁场中引入运动电荷后，实验发现：
（1）运动电荷受力方向与电荷运动方向垂直；
（2）电荷受力的大小与电荷的电量和速率的乘积成正比， 同时还与电荷在磁场中的运动方向有关；
（3）存在特定的方向，当电荷平行或垂直该方向运动时，
其受力为零或最大。
z
B
z
v
Fmax
B
O
xV与B平行，
F
y
0
O
x v
一切磁现象都起源于电荷的运动(电流)。
近代的理论和实验都表明,物质间的磁力作 用是通过磁场传递的。即
磁感应强度 PPT
到磁场力无关
D、磁感线的走向就是磁感应强度减少的方向
4、画出各图中安培力的方向
F
IB B
IF
I
B
F
B I
F
I F
B
B F
B FB
F
B
F
安培力作用下通电导线或线圈的运动方向
（一）直接判断：先分析导线或线圈所在位 置的磁感线情况，然后根据左手定则判定安 培力的方向，再进行分析：
ab
FF
几种特殊：
1.电流元分析法：把整段电流 分成很多小段直线电流，其 中每一小段就是一个电流元。 先用左手定则判断出其中每 小段电流元受到的安培力的 方向，再判断整段电流所受 安培力的方向，从而确定导 体的运动方向。
例：如图把轻质导线圈挂在 磁铁N极附近，磁铁的轴线穿 过线圈的圆心且垂直于线圈 平面。当线圈内通入如图方 向的电流后，判断线圈如何 运动？
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二、磁感应强度
磁场不仅具有方向性，而且各处 的强弱也可能不同，靠近磁极或电流 处的磁场较强，为了反映磁场的基本 特性（具有力的性质），反映磁场不 仅具有方向而且还有强弱，我们将引 入一个叫做磁感应强度的物理量加以 定量地描述．
D、磁感线的走向就是磁感应强度减少的方向
4、画出各图中安培力的方向
F
IB B
IF
I
B
F
B I
F
I F
B
B F
B FB
F
B
F
安培力作用下通电导线或线圈的运动方向
（一）直接判断：先分析导线或线圈所在位 置的磁感线情况，然后根据左手定则判定安 培力的方向，再进行分析：
ab
FF
几种特殊：
1.电流元分析法：把整段电流 分成很多小段直线电流，其 中每一小段就是一个电流元。 先用左手定则判断出其中每 小段电流元受到的安培力的 方向，再判断整段电流所受 安培力的方向，从而确定导 体的运动方向。
例：如图把轻质导线圈挂在 磁铁N极附近，磁铁的轴线穿 过线圈的圆心且垂直于线圈 平面。当线圈内通入如图方 向的电流后，判断线圈如何 运动？
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二、磁感应强度
磁场不仅具有方向性，而且各处 的强弱也可能不同，靠近磁极或电流 处的磁场较强，为了反映磁场的基本 特性（具有力的性质），反映磁场不 仅具有方向而且还有强弱，我们将引 入一个叫做磁感应强度的物理量加以 定量地描述．
大学物理 磁场 磁感应强度
§6.1 电流 电动势
一 电流密度 1.电流——带电粒子的定向运动 单位时间内通过某横截面 的电量称为电流强度.
S
+ + +
-3
dq I dt
单位: 安培(A )
+ + +
I
mA 10 A
习惯上规定正电荷运动的方向为电流的正方向.
1
2.电流密度
2
2.电流密度 —描述电路中某点电流强弱和方向的物理量 电流密度矢量 j 的方向沿该点电场 E 的方向，大小 等于通过与该点场强方向垂直的单位面积的电流强度.
☆安培的分子电流假说
① 1822年安培提出了用分子电流来解释磁性起源。 一切磁现象的根源是电流.任何物质的分子中 都存在有圆形电流，称为分子电流.分子电流相当 于一个基元磁铁.
② 近代分子电流的概念： 轨道圆电流＋自旋圆电流＝分子电流
9
二
磁感应强度
1.磁场 电流(或磁铁)
磁场
电流(或磁铁)
磁场与电场一样、是客观存在的特殊形态的物质。 磁场对外的重要表现 磁场对进入场中的运动电荷或载流导体有磁力的作用
I S N
(2) 任何两条磁力线在空间不相交. (3) 磁力线的环绕方向与电流方向之间可以用右手定则表 示。若拇指指向电流方向，则四指方向即为磁力线方向； 若四指方向为电流方向，则拇指方向为磁力线方向。
14
2.磁通量 磁通量：穿过磁场中某一曲面的磁力线总数，称为穿 过该曲面的磁通量，用符号
Φm 表示. dΦm B cos dS B dS
L
Ek dl
此定义也适用于非 静电力作用在整个 回路上的情况（如 电磁感应）
6
一 电流密度 1.电流——带电粒子的定向运动 单位时间内通过某横截面 的电量称为电流强度.
S
+ + +
-3
dq I dt
单位: 安培(A )
+ + +
I
mA 10 A
习惯上规定正电荷运动的方向为电流的正方向.
1
2.电流密度
2
2.电流密度 —描述电路中某点电流强弱和方向的物理量 电流密度矢量 j 的方向沿该点电场 E 的方向，大小 等于通过与该点场强方向垂直的单位面积的电流强度.
☆安培的分子电流假说
① 1822年安培提出了用分子电流来解释磁性起源。 一切磁现象的根源是电流.任何物质的分子中 都存在有圆形电流，称为分子电流.分子电流相当 于一个基元磁铁.
② 近代分子电流的概念： 轨道圆电流＋自旋圆电流＝分子电流
9
二
磁感应强度
1.磁场 电流(或磁铁)
磁场
电流(或磁铁)
磁场与电场一样、是客观存在的特殊形态的物质。 磁场对外的重要表现 磁场对进入场中的运动电荷或载流导体有磁力的作用
I S N
(2) 任何两条磁力线在空间不相交. (3) 磁力线的环绕方向与电流方向之间可以用右手定则表 示。若拇指指向电流方向，则四指方向即为磁力线方向； 若四指方向为电流方向，则拇指方向为磁力线方向。
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2.磁通量 磁通量：穿过磁场中某一曲面的磁力线总数，称为穿 过该曲面的磁通量，用符号
Φm 表示. dΦm B cos dS B dS
L
Ek dl
此定义也适用于非 静电力作用在整个 回路上的情况（如 电磁感应）
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