2022-2023学年高二物理竞赛课件：恒定电流与稳恒磁场

恒定电流与稳恒磁场 恒定电流与稳恒磁场 主要内容： 恒定电流 ——方向和大小不随时间变化的电流。 欧姆定律 电动势 电流密度 稳恒磁场 ——方向和大小不随时间变化的磁场。 磁力——安培力、洛仑兹力 基本性质——环路定理、高斯定理 实验总结——毕萨定律 8.1 恒定电流 运流电流： 传导电流： 导电介质中电荷的定向移动。 带电导体的机械运动。 一、电流和电流密度 电流强弱 I 定义为单位时间通过导体任一横截面积的电量，即 1. 电流 单位是：安培（A） 电流是标量，其“方向”指正电荷的流向。 条件是： 存在电场（恒定电流对应恒定电场） 自由运动的载流子； 2. 电流密度 电流密度矢量方向表示该点电流方向，其数值等于通过该点单位垂直界面的电流。即 电流密度与电流的关系为 两者关系是矢量场 与它的通量 I 的关系。 二、欧姆定律 通过一段导体的电流与导体两端电压成正比 R：称为电阻，单位是欧姆（）。 ：称为电导，单位是西门子 ( S = －1 )。 一、磁现象 磁性、磁极及相互作用、磁单极； 1819年奥斯特发现电流磁效应； 1820年安培发现载流导线间或载流线圈间也有相互作用。 8.2 磁场和磁感应强度 1.磁现象 2.分子电流假说 一切磁现象的根源是电流，磁性物质的分子中存在回路电流，称为分子电流。 分子电流假说 磁悬浮 基本磁现象 超导现象 二、磁场 二是对移动载流导体做功。 三、磁感应强度 方向为受力为零的运动方向且是磁针N极的指向 单位: 特斯拉(T) 运动电荷在磁场中受力与电荷电量、运动速度、磁场性质有关，故磁感应强度定义： 运动电荷或电流周围存在磁场，有如下性质 一是对运动电荷或载流导体有磁力； 磁场是一种特殊形态的物质。 一、磁感应线 通过垂直于 的单位面积的磁感应线条数等于该点处 的量值; 8.3 磁通量 磁场中的高斯定理 其切线方向是该点磁场 的方向。 磁感应线 几种电流的磁感应线 磁感应线有如下性质 任何两条磁感线不相交。 磁感应线是闭合线。 磁感应线的回转方向和电流方向用右手法则确定。 二、磁通量 通过给定曲面的磁感应线的数量，用Φm表示。 单位：韦伯（Wb） 对闭合曲面，进入磁感应线等于穿出磁感应线,即 此式称为磁场高斯定理，说明磁场是无源场。 闭合曲面磁通量 一、毕奥 - 萨伐尔定律 8.4 毕奥 - 萨伐尔定律 载流回路的任一电流元 ，在空间任意一点 P 处所产生的磁感应强度 为 真空中磁导率, 载流导线的磁感应强度为： 典型例题 8.5 安培环路定律 —类比电场环流 则 无限长载流直线为例 r O I L 路径方向逆时针时 路径方向顺时针时 视电流I为代数量，则 推广到一般 是环路内外所有传导电流产生的磁场强度， 而 只是环路内传导电流之代数和。 ——安培环路定理。 环路定律表明, 稳恒磁场是涡旋场或非保守场。 $