第七章 恒定磁场
7-3 磁场 磁感强度物理学 第五版
1/13
人们发现磁现象已有两千五百多年磁现象的一般认识 (Magnetic phenomenon)
,吕氏春秋,,“慈石召铁,磁石吸铁性质
,韩非子 ·有度,,“司南,磁石琢磨成的指南针
1.磁现象
11世纪，沈括制造了航海用的指南针，
并在,梦溪笔谈,中作了详细的记载
材料：
人工磁铁：氧化铁 (Fe2O3)与一种或多种二价金属氧化物 (CuO,MnO,
BaO等 )的粉末混合高温烧结而成
天然磁铁矿石：四氧化三铁 (Fe3O4)
第七章 恒定磁场
7-3 磁场 磁感强度物理学 第五版
2/13
磁现象 (Magnetic phenomenon)
磁性 (Magnetism):可吸引铁，镍，钴等物质
磁极 (Magnetiic poles):两端处磁性最强
磁力 (Magnetic force):磁极同性相斥，异性相吸
指向 (Direction):悬挂的条形磁铁会自动地转向南北方向，指向北方的磁极为北极 (N)，指向南方的磁极为南极 (S)
N S N S SN
第七章 恒定磁场
7-3 磁场 磁感强度物理学 第五版
3/13
2.几个重要实验 (Several important experiments)
N S
A BI
N S
揭示出电流可对磁针施加作用力实验二 (安培 ) (Exp two,Ampere)：
S
N
N S
I
揭示出磁铁会对电流施加作用力
F?
I
实验一 (奥斯特 ) (Exp one,Oersted)
实验一 Exp one 实验二 Exp two
第七章 恒定磁场
7-3 磁场 磁感强度物理学 第五版
4/13
实验三 (安培 ) (Exp three,Ampere),
揭示出载流导线之间有相互作用力实验三
Exp three
相互吸引
Attract each other
相互排斥
Repel each other
第七章 恒定磁场
7-3 磁场 磁感强度物理学 第五版
5/13
3.安培环形电流假说
(Ampère circuital current hypothesis)
安培环形电流观点：物质的每个分子都存在着环形电流 ——分子电流
Ampere circuital current opinion,Each
molecule composed of the material there
is a circuital current - Molecular current
一般情况下，这些分子电流杂乱无章排列，则宏观上就不会显现出磁性来第七章 恒定磁场
7-3 磁场 磁感强度物理学 第五版
6/13
NS
N S
结论,磁现象的本源是电荷的运动当这些分子电流作定向排列，
则宏观上就会显现出磁性来
Conclusion,The origin of magnetic
phenomenon is the motion of charge
第七章 恒定磁场
7-3 磁场 磁感强度物理学 第五版
7/13
大量实验表明,运动电荷周围存在的一种特殊物质一、磁场 (Magnetic field ):
磁 场
Magnetic
field
磁铁Magent 磁铁Magent
电流Current 电流Current
A large number of experiments indicated that the
surroundings of moving electric charge exist a
special matter--- Magnetic field
运动电荷 Moving
charge
运动电荷
Moving
charge
磁 场
Magnetic
field
第七章 恒定磁场
7-3 磁场 磁感强度物理学 第五版
8/13
无论电荷静止还是运动,都会激发电场,
所以 电荷间都存在库仑相互作用
运动的电荷才会激发磁场,即只有运动电荷之间才存在磁的相互作用讨论 (Discussion)
Regardless of static charge or moving charge will
creates the electric field,there so are Coulomb’s
interaction between the charges
The moving charge will creates magnetic field,
that is,there only is magnetic interaction
between the moving charges
第七章 恒定磁场
7-3 磁场 磁感强度物理学 第五版
9/13
x
y
z
o
运动电荷
Moving
charge
磁场
Magnetic
field
0?F?
二 磁感强度 B的定义
(Magnetic induction intensity)
+ v?
带电粒子在磁场中运动所受力与运动方向有关,
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，此直线方向与运动电荷无关,
v?
v? v?
磁场力
Magnetic force
第七章 恒定磁场
7-3 磁场 磁感强度物理学 第五版
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带电粒子在磁场中沿其他方向运动时
F垂直 于 v与特定直线所组成的平面。
当带电粒子在磁场中垂直于此特定直线运动时受力最大,
FFF
m a x
vqF?m ax 大小与 q,v 无关。
maxF
qv
第七章 恒定磁场
7-3 磁场 磁感强度物理学 第五版
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vq
FB m a x?大小(Value)
磁感强度 B的定义 (Magnetic induction intensity)：
当正电荷垂直于 特定直线运动时，受力 Fmax
与电荷运动速度 v的叉积。
vm a xF
方向
(Direction)
When the positive charge
move along perpendicular to
the specific straight line vector
product by force Fmax &
moving velocity v of charge
单位 (Unit):特斯拉 (Tesla)
1 T 1 /N A m 41 T 1 0 G s? 0,5 G sEB?
第七章 恒定磁场
7-3 磁场 磁感强度物理学 第五版
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+q
v?
B?
maxF
运动电荷在磁场中受力
The force on moving charge
in the magnetic field
BqF v
洛伦兹力
Lorentz force
第七章 恒定磁场物理学第五版
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本章目录
7-2 电源 电动势
7-3 磁场 磁感强度
7-4 毕奥 -萨伐尔定律
7-5 磁通量 磁场的高斯定理选择进入下一节：
7-6 安培环路定理
7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动
7-3 磁场 磁感强度物理学 第五版
1/13
人们发现磁现象已有两千五百多年磁现象的一般认识 (Magnetic phenomenon)
,吕氏春秋,,“慈石召铁,磁石吸铁性质
,韩非子 ·有度,,“司南,磁石琢磨成的指南针
1.磁现象
11世纪，沈括制造了航海用的指南针，
并在,梦溪笔谈,中作了详细的记载
材料：
人工磁铁：氧化铁 (Fe2O3)与一种或多种二价金属氧化物 (CuO,MnO,
BaO等 )的粉末混合高温烧结而成
天然磁铁矿石：四氧化三铁 (Fe3O4)
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7-3 磁场 磁感强度物理学 第五版
2/13
磁现象 (Magnetic phenomenon)
磁性 (Magnetism):可吸引铁，镍，钴等物质
磁极 (Magnetiic poles):两端处磁性最强
磁力 (Magnetic force):磁极同性相斥，异性相吸
指向 (Direction):悬挂的条形磁铁会自动地转向南北方向，指向北方的磁极为北极 (N)，指向南方的磁极为南极 (S)
N S N S SN
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2.几个重要实验 (Several important experiments)
N S
A BI
N S
揭示出电流可对磁针施加作用力实验二 (安培 ) (Exp two,Ampere)：
S
N
N S
I
揭示出磁铁会对电流施加作用力
F?
I
实验一 (奥斯特 ) (Exp one,Oersted)
实验一 Exp one 实验二 Exp two
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4/13
实验三 (安培 ) (Exp three,Ampere),
揭示出载流导线之间有相互作用力实验三
Exp three
相互吸引
Attract each other
相互排斥
Repel each other
第七章 恒定磁场
7-3 磁场 磁感强度物理学 第五版
5/13
3.安培环形电流假说
(Ampère circuital current hypothesis)
安培环形电流观点：物质的每个分子都存在着环形电流 ——分子电流
Ampere circuital current opinion,Each
molecule composed of the material there
is a circuital current - Molecular current
一般情况下，这些分子电流杂乱无章排列，则宏观上就不会显现出磁性来第七章 恒定磁场
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NS
N S
结论,磁现象的本源是电荷的运动当这些分子电流作定向排列，
则宏观上就会显现出磁性来
Conclusion,The origin of magnetic
phenomenon is the motion of charge
第七章 恒定磁场
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大量实验表明,运动电荷周围存在的一种特殊物质一、磁场 (Magnetic field ):
磁 场
Magnetic
field
磁铁Magent 磁铁Magent
电流Current 电流Current
A large number of experiments indicated that the
surroundings of moving electric charge exist a
special matter--- Magnetic field
运动电荷 Moving
charge
运动电荷
Moving
charge
磁 场
Magnetic
field
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无论电荷静止还是运动,都会激发电场,
所以 电荷间都存在库仑相互作用
运动的电荷才会激发磁场,即只有运动电荷之间才存在磁的相互作用讨论 (Discussion)
Regardless of static charge or moving charge will
creates the electric field,there so are Coulomb’s
interaction between the charges
The moving charge will creates magnetic field,
that is,there only is magnetic interaction
between the moving charges
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x
y
z
o
运动电荷
Moving
charge
磁场
Magnetic
field
0?F?
二 磁感强度 B的定义
(Magnetic induction intensity)
+ v?
带电粒子在磁场中运动所受力与运动方向有关,
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，此直线方向与运动电荷无关,
v?
v? v?
磁场力
Magnetic force
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10/13
带电粒子在磁场中沿其他方向运动时
F垂直 于 v与特定直线所组成的平面。
当带电粒子在磁场中垂直于此特定直线运动时受力最大,
FFF
m a x
vqF?m ax 大小与 q,v 无关。
maxF
qv
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vq
FB m a x?大小(Value)
磁感强度 B的定义 (Magnetic induction intensity)：
当正电荷垂直于 特定直线运动时，受力 Fmax
与电荷运动速度 v的叉积。
vm a xF
方向
(Direction)
When the positive charge
move along perpendicular to
the specific straight line vector
product by force Fmax &
moving velocity v of charge
单位 (Unit):特斯拉 (Tesla)
1 T 1 /N A m 41 T 1 0 G s? 0,5 G sEB?
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B?
maxF
运动电荷在磁场中受力
The force on moving charge
in the magnetic field
BqF v
洛伦兹力
Lorentz force
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7-2 电源 电动势
7-3 磁场 磁感强度
7-4 毕奥 -萨伐尔定律
7-5 磁通量 磁场的高斯定理选择进入下一节：
7-6 安培环路定理
7-7 带电粒子在电场和磁场中的运动
