2022-2023学年高二物理竞赛课件：毕奥-沙伐尔定律

毕奥---沙伐尔定律 毕奥---沙伐尔定律 奥斯特的实验使整个科学界大为震惊，人们长期以来所信奉的“电和磁之间没有内在联系”的信条崩溃了。1820年8月，法国物理学家阿拉果在瑞士听到了奥斯特的发现，敏锐地感到其重要性。回到巴黎后，他在9月11日法国科学院的会议上报告了奥斯特的新发现，在法国引起巨大反响。 最先对电流磁效应进行定量分析的是法国物理学家毕奥（1774-1862）和萨伐尔（1791-1841）。毕奥曾任法兰西学院物理学教授，兴趣广泛，对光学尤有研究，还写了许多数学著作。萨伐尔早年行医，1819年他给毕奥呈送一篇论文，毕奥对这人发生了兴趣，并给予了鼓励，1828年萨伐尔就担任了法兰西学院实验物理教授。 安培指出： N S 天然磁性的产生也是由于磁体内部有电流流动。 分子电流 电荷的运动是一切磁现象的根源。 运动电荷 磁场 对运动电荷有磁力作用 磁 场 磁效应的本质 磁感应强度 电流（或磁铁） 磁场 电流（或磁铁） 磁场对外的重要表现为： (1)磁场对进入场中的运动电荷或载流导体有磁力作用 (2)载流导体在磁场中移动时，磁力将对载流导体作功，表明磁场具有能量。 2、磁感应强度 用于描述磁场性质的物理量 大小：反应磁场的强弱 方向：与该点的磁场方向一致 1、磁场 运动电荷周围存在的物质场 实验表明： 和 的大小与 间的夹角有关 若 平行于 若 垂直于 带电粒子在磁场中受力 (2) 方向: 小磁针在该点的N 极指向 单位: T(特斯拉) (高斯) 大小: 磁力 + 磁感应强度 1、 磁力线(磁感应线或 线) 方向：切线 大小： 磁场中的高斯定理 磁力线上每一点的切线方向与该点的磁感应强度 的方向一致。 通过某点垂直于磁场方向的单位面积上的磁力线条数等于该点 的大小。 I 直线电流 圆电流 I 通电螺线管的磁力线 1、每一条磁力线都是环绕电流的闭合曲线，都与闭合电路互相套合，因此磁场是涡旋场。磁力线是无头无尾的闭合回线。 2、任意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分别用右手定则表示。 2、磁通量 磁通量——穿过磁场中任一曲面的磁力线的条数 磁通量是标量，其正负由 确定。 对于闭合曲面，规定向外的方向为法线的正方向。  3、 磁场中的高斯定理 穿过任意闭合曲面的磁通量为零 磁场是无源场。 2. 在均匀磁场 中，过YOZ平面内 面积为S的磁通量。 1. 求均匀磁场中 半球面的磁通量 课堂练习 1820年10月20日，毕奥在法国科学院的会议上宣读了他们的论文《运动的电传递给金属的磁化力》，他们发现：直线电流对磁极的作用正比于电流强度，反比于它们之间的距离，作用的方向垂直于磁极到到导线的垂线。 法国数学家、物理学家拉普拉斯（1749~1827）遵循“将一切物理现象简化为粒子间的引力或斥力现象”的原则，根据毕——萨由实验得出的长直导线公式，从数学上推导出每个电流元 施加在磁极上的作用力的规律。用现代形式表示为： 毕、萨后来用实验验证了该公式，这就是毕——萨定律。 $