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本课件讲解稳恒磁场与磁力：由基本磁现象说明磁现象起源于运动电荷，定义磁感强度与磁通量；随后用毕奥-萨伐尔定律计算典型电流的磁场，用安培环路定理求解对称分布；最后讨论带电粒子在磁场中的运动、霍耳效应与安培力。
第八章磁场的源§1基本磁现象南极北极年丹麦物理学家奥斯特发现电流的磁效应INS 磁现象起源于运动电荷 运动电荷在其周围激发磁场，磁场给场中的运动电荷以作用力
磁现象的本质：安培分子电流假说任何物质的分子中都存在着分子电流，电子的运动可以等效为一个圆电流。
由于分子的无规则排列，一般物质对外不显磁性。
外磁场的作用使分子电流发生共同取向，出现磁性。
永磁现象：分子电流的取向不能完全恢复。
铁、镍、钴及其合金分子电流的两个面对应N、S极磁单极。
一.磁场洛仑兹力公式§2磁场磁感强度电流或运动电荷周围既有电场又有磁场磁场的宏观性质： 对运动电荷(或电流)有力的作用 磁场有能量二.磁感强度运动电荷在电磁场中受力：电场力，与电荷的运动状态无关磁场力，运动电荷才受磁力
定义磁感强度：单位：特斯拉(T) 普遍情况下的洛仑兹力，电磁学基本规律之一与带电粒子速度多大、电磁场是否恒定无关方向:垂至于大小：磁力：
二.磁通量单位：韦伯(Wb)三.磁场的高斯定理（磁通连续原理）微分形式无源场
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§4毕奥－萨伐尔定律：真空中的磁导率毕奥－萨伐尔根据实验结果分析得出，电流元产生磁场的规律电流元在空间点产生的磁场为：电流元：满足叠加原理：
例1：直线电流的磁场。
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当,时，讨论：无限长直电流：当,时，半无限长直电流：方向？
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例2：载流圆线圈轴线上的磁场在圆心处：
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例3：载流螺旋管在其轴上的磁场...............+++++++++++++++半径为R，总长度L，总匝数单位长度上的匝数为：P在距管轴中心约七个管半径处，磁场就几乎等于零了。
–5R5R0.498（L＝10R） 长直螺线管中部磁场为均匀场。
讨论：无限长直螺线管：当,时，半无限长直螺线管：（管口处）当,时，...............+++++++++++++++P
例4：用两根彼此平行的半无限长直导线L1、L2，把半径为的均匀导体环连接到电源上，电流为I，已知导线材料都相同。
求：圆环中心点的磁感强度。
一、安培环路定理电磁规律比较：§4安培环路定理及应用表述：在稳恒电流的磁场中，磁感应强度沿任何闭合回路的线积分，等于穿过这回路的所有电流强度代数和的倍。
L 符号规定右手螺旋 包围问题铰链为有。
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3 .单根载流导线，在垂直平面内的任一回路4围绕单根载流导线的任一回路对上每一个线元，可以垂直于导线的平面作参考，分解为在此平面的分量和垂直于该平面的分量则＝0
5.围绕多根载流导线的任一回路所有电流的总场穿过回路的电流任意回路6.推广到任意形状的电流及回路：
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[ C ]
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如图，流出屏幕的电流为2I，流进屏幕的电流为I，则下述各式中那一个是正确的?(B)(A)[ D ](C)(D)
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三、安培环路定理的应用1.求无限长圆柱面电流的磁场分布(半径为R)分析场结构：以轴上一点为圆心，在垂直于轴的平面内，作半径为的圆为安培环路无限长圆柱面电流外面的磁场与电流都集中在轴上的直线电流的磁场相同有轴对称性
...............+++++++++++++++B2.求载流无限长直螺线管内任一点的磁场由对称性分析场结构 只有轴向的分量。
因为是无限长，在与轴等距离的平行线上磁感应强度相等。
l内部：外部。
3.求载流螺绕环内的磁场总匝数为N，通有电流强度为分析磁场结构：与长直螺旋管类似，环内磁感应线只能平行于线圈的轴线在与环同心的圆周上磁感应强度的大小相等，方向沿圆周的切线方向。
磁力线是与环共轴的一系列同心圆。
以为半径作圆形安培回路一般情况下，平均半径 内部：外部：以r<R1或r>R2为半径作园形安培回路L，得外部磁场分布
4.求无限大平板电流的磁场分布。
无限大导体薄平板，其上有电流通过，面电流密度（通过与电流方向垂直的单位长度的电流）到处均匀。
设大小为 分析求场点的对称性以电流为对称轴做安培环路无限大均匀平面电流的两侧的磁场为均匀磁场。
一无限长任意导线中通以电流I，有人运用安培环路定律计算空间点的磁感应强度，由，得到，与无限长载流直导线的磁场一样。
这样处理对吗。
§5运动电荷的磁场电流强度为：电流元内的电荷数为：每个电荷产生的磁场为：运动电荷的磁场为：
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第七章磁力§1.带电粒子在磁场中的运动 带电粒子在均匀磁场中的匀速圆周运动 mq磁力改变带电粒子的运动方向半径周期周期与速度无关×磁力总垂至于
带电粒子在磁场中的螺旋线运动螺距（一个周期内行进的直线距离）h 磁聚焦作用当粒子初始速度及偏角不大时，周期相同，螺距大致相等，同时聚为一点，有“凸透镜”作用.常用于电子显微镜中
带电粒子在非均匀磁场中的运动若一个带电粒子进入轴对称的会聚磁场点受力分析：b点受力分析：不仅螺旋前进，而且还受一个反方向的力，阻止它前进。
使沿磁场的运动被抑制，并被迫反转。
象被“反射”回来一样。
称之为磁镜。
磁约束用于受控热核反应中 范阿仑辐射带
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§2.霍耳效应年美国物理学家霍耳发现——霍耳效应形成稳定的电压半导体材料的测定、磁场测定，霍耳元件稳定时有：H：霍耳系数q
§3载流导线在磁场中的受力1.安培力（载流导线所受磁力）考虑电流元受力情况：每个载流子受力为一段载流导线中，有带电粒子数：电流元受力为：一段导线受力：均匀磁场中直电流受力？
例1.有一段弯曲导线通有电流I，求此导线在如图所示均匀磁场中受的力。
磁场为均匀场矢量和 若是闭合回路，闭合回路在均匀磁场中受力为0。
为恒矢量。
例2.圆柱形磁铁极上方水平放置一个载流导线环，求其受力。
对称性分析可知：圆环受的总磁力的方向在铅直方向，其大小为：已知在导线所在处磁场的方向与竖直方向成 角。
2.平面载流线圈在磁场中的受力受力情况：方向相反线圈可视为刚性，两力抵消受力情况：线圈受到力矩作用无平动，只有转动
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定义电流线圈的法线方向为线圈所受磁力矩为：载流线圈的磁偶极矩（简称磁矩）对均匀磁场中的任意形状线圈皆成立稳定平衡、非稳定平衡
电偶极子磁偶极子 电偶极矩 磁偶极矩如果场点距平面线圈的距离>>平面线圈的平均线度则称为磁偶极子 载流线圈的磁矩磁偶极子的极矩
例3.一半径为的无限长半圆柱面导体,载有与轴线上的长直导线等值反向的电流I。
试求轴线上长直导线单位长度所受磁力。
解：柱面电流密度j=I/ R半圆柱面上宽度为的窄条在轴线上产生磁感应强度为直电流单位长度受力为。
××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××例4.一条任意形状的载流导线位于均匀磁场中，证明它所受的安培力等于载流载流直导线所受的安培力。
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