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大学物理-磁场

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大学物理磁场磁感强度

大学物理磁场磁感强度
大学物理磁场磁感强度
• 引言 • 磁场与磁感强度的基本概念 • 磁感强度的性质 • 磁感强度的计算方法 • 磁感强度与物质相互作用 • 磁感强度在实际中的应用 • 总结与展望
01
引言
主题简介
磁感强度是描述磁场强弱和方向 的物理量，其大小表示单位长度 上磁场力的大小，方向与磁场力
方向相同。
磁感强度是矢量，具有大小和方 向两个分量，分别表示垂直分量
电磁感应
当磁场发生变化时，会在导体中产生 电动势，从而产生电流，这种现象称 为电磁感应。
磁场对磁体的作用
磁体间的相互作用
磁体之间会通过磁场相互作用，同极相斥、异极相吸。
磁体的磁化
当磁体被放置在磁场中时，磁体的磁矩会受到磁场的作用而发生排列，这种现 象称为磁化。
06
磁感强度在实际中的应用
电磁感应现象
磁共振成像技术基于原子核的磁矩在磁场中的共振现象。当外加磁场与原子核的磁矩平 行时，原子核的磁矩会吸收特定频率的射频脉冲，产生共振。通过测量共振信号的强度 和频率，可以重建生物组织的结构和功能图像。磁共振成像技术在医学诊断、科学研究
等领域具有广泛的应用价值。
07
总结与展望
总结
01
定义与性质
磁感强度是描述磁场强弱和方向的物理量，具有矢量属性。它的定义基
磁偶极子产生的磁场
总结词
磁偶极子产生的磁场是指一个小的磁铁在空间中产生 的磁场分布。
详细描述
磁偶极子产生的磁场是指一个小的磁铁在空间中产生的 磁场分布。磁偶极子的磁感强度B可由公式$mathbf{B} = frac{mu_0}{4pi} left( frac{mathbf{m} times mathbf{r}}{|mathbf{r}|^3} - frac{3(mathbf{m} cdot mathbf{r}) mathbf{r}}{|mathbf{r}|^5} right)$计算得 出，其中$mathbf{m}$是磁偶极子的磁矩， $mathbf{r}$是空间中某点到磁偶极子的向量。

大学物理第7章恒定磁场(总结)

大学物理第7章恒定磁场(总结)

磁场对物质的影响实验
总结词
磁场对物质的影响实验是研究磁场对物质性 质和行为影响的实验，通过观察物质在磁场 中的变化，可以深入了解物质的磁学性质和 磁场的作用机制。
详细描述
在磁场对物质的影响实验中，常见的实验对 象包括铁磁性材料、抗磁性材料和顺磁性材 料等。通过观察这些材料在磁场中的磁化、 磁致伸缩等现象，可以研究磁场对物质内部 微观结构和宏观性质的影响。此外，还可以 通过测量物质的磁化曲线和磁滞回线等参数 ，进一步探究物质的磁学性质和磁畴结构。
毕奥-萨伐尔定律
02
描述了电流在空间中产生的磁场分布，即电流元在其周围空间
产生的磁场与电流元、距离有关。
磁场的高斯定理
03
表明磁场是无源场，即穿过任意闭合曲面的磁通量恒等于零。
磁场中的电流和磁动势
安培环路定律
描述了电流在磁场中所受的力与 电流、磁动势之间的关系，即磁 场中的电流所受的力与电流、磁 动势沿闭合回路的线积分成正比。
磁流体动力学
研究磁场对流体运动的影响，如磁场对流体流动的导向、加速和 减速作用。
磁力
磁场可以产生磁力，对物体进行吸引或排斥，可以用于物体的悬 浮、分离和搬运等。
磁电阻
某些材料的电阻会受到磁场的影响，这种现象称为磁电阻效应， 可以用于电子器件的设计。
磁场的工程应用
1 2
磁悬浮技术
利用磁场对物体的排斥力，实现物体的无接触悬 浮，广泛应用于高速交通、悬浮列车等领域。
磁动势
描述了产生磁场的电流的量，即 磁动势等于产生磁场的电流与线 圈匝数的乘积。
磁阻
描述了磁通通过不同材料的难易 程度，即磁阻等于材料磁导率与 材料厚度的乘积。
磁场中的力
安培力

大学物理 稳恒磁场

大学物理 稳恒磁场

第十一章稳恒磁场磁场由运动电荷产生。

磁场与电场性质有对称性,学习中应注意对比.§11－1 基本磁现象磁性，磁力，磁现象;磁极，磁极指向性,N极，S极，同极相斥，异极相吸。

磁极不可分与磁单极。

一、电流的磁效应1819年，丹麦科学家奥斯特发现电流的磁效应;1820年，法国科学家安培发现磁场对电流的作用。

二、物质磁性的电本质磁性来自于运动电荷，磁场是电流的场。

注:1932年,英国物理学家狄拉克预言存在“磁单极”，至今科学家一直在努力寻找其存在的证据。

§11－2 磁场磁感强度一、磁场磁力通过磁场传递,磁场是又一个以场的形式存在的物质。

二、磁感强度磁感强度B 的定义：（1）规定小磁针在磁场中N 极的指向为该点磁感强度B 的方向。

若正电荷沿此方向运动,其所受磁力为零。

（2）正运动电荷沿与磁感强度B 垂直的方向运动时,其所受最大磁力F max 与电荷电量q 和运动速度大小v 的乘积的比值，规定为磁场中某点磁感强度的大小。

即：qvF B max=磁感强度B 是描写磁场性质的基本物理量。

若空间各点B 的大小和方向均相等,则该磁场为均匀磁场．．．．；若空间各点B 的大小和方向均不随时间改变，称该磁场为稳恒磁场．．．．。

磁感强度B 的单位:特斯拉(T)。

§11－3 毕奥－萨伐尔定律 一、毕－萨定律电流元: l Id电流在空间的磁场可看成是组成电流的所有电流元l Id 在空间产生元磁感强度的矢量和。

式中μ0:真空磁导率, μ0＝4π×10－7NA 2 dB 的大小： 20sin 4rIdl dB θπμ=d B 的方向： d B 总是垂直于Id l 与r 组成的平面，并服从右手定则.一段有限长电流的磁场： ⎰⎰⨯==l l r r l Id B d B 304πμ二、应用1。

一段载流直导线的磁场 )cos (cos 42100θθπμ-=r IB 说明:(1)导线“无限长"：002r I B πμ=（2）半“无限长”： 00004221r I r IB πμπμ==2.圆电流轴线上的磁场 磁偶极矩232220)(2x R R IB +=μ讨论：（1）圆心处的磁场：x = 0 RIB 20μ=；（2）半圆圆心处的磁场： RIR I B 422100μμ==（3）远场:x >>R ,引进新概念 磁偶极矩0n IS m =则: m xB 3012πμ=3.载流螺线管轴线上的磁场)cos (cos 2120ββμ-=nIB讨论：（1)“无限长”螺线管：nI B 0μ=（2）半“无限长”螺线管：nI B 021μ=例：求圆心处的B .§11－4 磁通量 磁场的高斯定理 一、磁感线作法类似电场线。

大学物理-磁场 安培环路定律

大学物理-磁场 安培环路定律

Φ BS cos BS
s
一般情况 Φ s BdS
dS2
B
S 2
dS1
1
B1
dΦ1 B1 dS1 0
dΦ2 B2 dS2 0
B2
SB cosdS 0
磁场高斯定理
S B d S 0
物理意义：通过任意闭合曲面的磁通
量必等于零（故磁场是无源的）.
B B1 B2 B3
Bdl
l
0(I2 I3)
推广：
➢ 安培环路定理
n
B dl 0 Ii
i 1
n
安培环路定理
B dl 0 Ii
i 1
在真空的恒定磁场中，磁感强度 B沿任
一闭合路径的积分的值，等于 0乘以该闭合
路径所穿过的各电流的代数和.
注意
电流 I 正负的规定： I 与 L 成右螺旋
而与环路外电流无关。
3. B为环路上一点的磁感应强度，它与环路内外电流
都有关。
若
B
dl
0
并不一定说明环路上各点的 B 都为 0。
若 B dl 0 环路内并不一定无电流。
4.环路定理只适用于闭合电流或无限电流，
应用 安培环路定理的应用举例
例1
求载流螺绕环内的磁场
解 （1）对称性分析：环内B 线为同心
B dl B 2r 0 I
B 0 I 1 2r r
I
r LR
r L
分布曲线
B
0 I 2R B r
B 1 r
o
R
r
例4 无限大均匀带电(线密度为i)平面的磁场
解 如图，作安培环路
abcda，应用安培环路 定理
b
l B d l 2a B dl

3毕萨定律(大学物理 - 磁场部分)

3毕萨定律(大学物理 - 磁场部分)

By 0
B B B
2 x 2 y
Idl
R
I
o
Bx B dBx
dB sin
R Id l ' sin r 2R 0 IR 2R 0 I R dl B dl 3 0 2 4r 0 4r r
dB dB y r dB x x x dBx ' P dBy ' dB'
2
l
2
dB P
a
B dB

2 1
0 I sin d 4a
Idl r l o
x
0 I cos1 cos 2 4a
1
0 I B cos1 cos 2 4a
讨论
1.无限长载流直导线的磁场：
I
a
P
1 0;
2
0 I B 2a
第三节 毕奥--萨伐尔 定律
一.毕萨定律 研究一段电流元产生磁感应强度的规 律。 由实验发现一段长为 dl 通有电流为 I 的 电流元产生的磁感应强度：
Idl sin dB 2 r
Idl

r
P
Idl sin dB k 2 r 7 -1 k 10 Tm A
真空中的磁导率
0 4 107 T m A-1
0 IR 2R B dl 3 0 4r
0 IR 2R 3 4r 2 0 IR 3 2r 2 0 IR
2x R
2
Idl
R
I
o
dB dB y r dB x x x P
2 3/2

B
2x R
2
0 IR
2 2 3/2

【大学物理】磁场

【大学物理】磁场

I
dB
'
dB
dB
''
0 ∑I B= 2π r
(其中 ∑I 为过场点在垂直于轴线平面内所做 的同心圆包围的电流代数和) 的同心圆包围的电流代数和)
(类比于无限长均匀带电圆 ∑λ E= 柱型分布所产生的电场) 柱型分布所产生的电场) 2πε0r
o I 0Ir B外 = B = 内 2 2π r 2πR o I B = 0 内 长直圆柱面电流 B外 = 长直圆柱面电流 2π r B
L L
B = Bx i + By j + Bzk
3. 运 动 电 荷 的 磁 场
0 Id × r dB = 2 4π r
S q
0
r
I
v dt
v
Id dQ (S vdt )nq I= = qnvS = dt dt
0 qv × r 0 运动电荷的磁场为： 运动电荷的磁场为：B = 4π r 2
( q为代 数量)
Mmax 大小 B = P m
M = pm × B
pm
B
载流线圈受到的 受到的磁 载流线圈受到的磁力矩总 是力图使线圈的磁矩 线圈的磁矩转到与外 是力图使线圈的磁矩转到与外 场一致的方向。 磁场一致的方向。
1特斯拉（T）＝ 4高斯（GS） 特斯拉（ ）＝ 高斯（ ） ）＝10 特斯拉 三. 磁通量 磁场中的高斯定理 1. 磁力线的定义 磁力线上任意一点的切向 磁力线的定义: 的方向; 任意一点的磁 即为该点的 B的方向 任意一点的磁力线的 的大小。 数密度即为该点的 B的大小。 2. 磁力线的特点
# 对闭合面来说，规定外法向为正方向。 对闭合面来说，规定外法向为正方向。 四. 磁场的高斯定理： ∫∫ B dS＝ 磁场的高斯定理： 0

大学物理 磁 场


(2)求和符号中电流强度 Ii的正负号由右手定则决定 。 (3)环流一般不等于零，说明磁场是有旋场 。
安培环路定理证明 1、载流长直导线的磁感 强度为
o R 0 I l l B dl 2π Rdl 0 I l B dl 2π R l dl 设闭合回路 l 为圆形 回路（ l 与 I成右螺旋） l B dl 0 I
磁感应强度B：矢量， 其方向为小磁针北极 所指的方向(或电流元受力为0的方向）,大小 等于单位电流元在该点受到的最大磁力。
2、 磁感应强度 B （微观） 1、实验表明 ∶作用在运动电荷上的磁力
方向 ∶ 大小 ∶
当电荷运动方向与磁场方向一致时 ， F =0； 当电荷运动方向垂 直于磁场方向时 ， F =Fmax。
B
0 nI
2
cos 2 cos 1
1 π 2
l/2
（1）P点位于管内轴线中点
cos 1 cos 2
cos 2
l / 2
2
R2
0 nI l B 0 nI cos 2 1/ 2 2 2 2 l / 4 R
若
l R
Id l
r
B
dB
p *
o
R

B
I 解 根据对称性分析
4π r 2 B Bx dB sin
dB
0 Idl
x
Id l
R
r
x
o

r 2 2 2 r R x a 0 I cosadl *p x B 2 l 4π r
dB
cosa R
dB 由对称性
I B Idl dF

大学物理(磁场)


x R
2 R 2
0 IS pm ISn
（磁矩）

μ0 pm B 3 2π x
I
18
19
1
2
0 nI (cos 2 cos 1 ) 2
20
21
例3 无限长载流直导线弯成如图所示的形 状，求O点的磁感应强度。 C 解：由磁场的叠加性 R I D B B B B O o AB BCD DE A B I 又： BAB 0 E
S 电流元
27
B 的方向垂直于v , r 组成的平面。
用矢量式来表示，为
0 q v r B 3 4 r

r
＋
○

r
v
－
v
q0
q0
28

dq
例1如图，均匀带电量为q的半径为R的园环 以角速度ω 绕OX 轴转动，求环心的磁 感应强度B。 解： 在园环上任取电荷元dq，由
24
宽度为b的无限长金属薄片，均匀通以电流I。试求 薄片平面内距薄片左端为d处P点的磁感应强度。
---方向垂直于纸面向外
25
Review
0 I 3. 载流圆线圈的圆心处 B 2R
4. 无限长直螺线管中心的磁场
0 I B (cos1 cos 2 ) 4a 0 I B 无限长载流直导线 2a 0 I 半无限长载流导线 B 4a
垂直于直导线的平面内
0 I B 2r
1)包围直导线
L
I 0 Bdl cos B d l Brd d 0 I
2
30
L L *任意环路
I 0 B dl Bdl dl 0 I

大学物理磁场试题及答案

大学物理磁场试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 磁场的基本特性是（）。

A. 有方向性B. 有大小和方向C. 只有方向性D. 只有大小答案：B2. 根据安培环路定理，穿过闭合回路的磁通量与（）。

A. 回路的面积成正比B. 回路的面积成反比C. 回路的面积无关D. 回路的面积的平方成正比答案：C3. 磁感应强度的方向是（）。

A. 电流方向B. 电流方向的相反方向C. 垂直于电流方向D. 与电流方向成任意角度答案：C4. 磁通量的大小由（）决定。

A. 磁场的强度B. 面积的大小C. 磁场与面积的夹角D. 以上所有因素答案：D5. 磁感应强度的单位是（）。

A. 特斯拉B. 高斯C. 安培/米D. 以上都是答案：D二、填空题（每题2分，共10分）1. 一个长直导线产生的磁场，其磁感应强度与导线距离的平方成______。

答案：反比2. 地球的磁场可以近似看作是一个______。

答案：条形磁铁3. 根据洛伦兹力公式，一个带电粒子在磁场中运动时受到的力的方向与______。

答案：磁场方向和粒子速度方向都垂直4. 磁通量的基本单位是______。

答案：韦伯5. 磁感应强度的定义式为______。

答案：B = F/IL三、计算题（每题10分，共30分）1. 一个长为L的直导线，通有电流I，求在距离导线r处的磁感应强度。

答案：B = (μ₀I)/(2πr)2. 一个半径为R的圆形线圈，通有电流I，求其轴线上距离线圈中心d处的磁感应强度。

答案：B = (μ₀I)/(2R² + d²)^(3/2)3. 一个长为L的直导线，通有电流I，求在距离导线r处的磁通量，假设导线上方有一面积为A的平面与磁场垂直。

答案：Φ = B * A = (μ₀I * A)/(2πr)四、简答题（每题5分，共10分）1. 简述磁感应强度和磁通量的区别。

答案：磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，其大小和方向由磁场本身决定，与测试电荷无关。

大学物理——第11章-恒定电流的磁场



单 位：特斯拉（T） 1 T = 1 N· -1· -1 A m 1 特斯拉 ( T ) = 104 高斯( G )
3
★ 洛仑兹力 运动的带电粒子，在磁场中受到的作用力称为洛仑兹力。
Fm q B
的方向一致； 粒子带正电，F 的指向与矢积 B m 粒子带负电，Fm的指向与矢积 B的方向相反。
L
dB
具体表达式
?
5
★ 毕－萨定律
要解决的问题是：已知任一电流分布 其磁感强度的计算
方法：将电流分割成许多电流元 Idl
毕－萨定律：每个电流元在场点的磁感强度为：
0 Idl r ˆ dB 4 πr 2
大 小： dB
0 Idl sin
4 πr
2
方 向：与 dl r 一致 ˆ
整段电流产生的磁场：
r 相对磁导率
L
B dB
8
试判断下列各点磁感强度的方向和大小？
8
7

6

R
1
1、5 点 ：
dB 0
0 Idl
4π R 2
Idl

2
3、7 点 ： dB 2、4、6、8 点 ：
3 4
5
dB
0 Idl
4π R
sin 450 2
9
★ 直线电流的磁场
29
★ 磁聚焦 洛仑兹力
Fm q B （洛仑兹力不做功）
与 B不垂直

//
// cosθ
sin θ
m 2π m R T qB qB
2πm 螺距 d // T cos qB
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在此项工作中，研究人员首次证实了单极子以物质 的非常态存在
二,磁现象的电本质
电流磁效应：1819年奥斯特发现，放在载流导线 周围的小磁针，会受到力的作用而发生偏转。
1882年,安培提出分子电流假说：一切磁现象其根源是 电流，磁性物质中，存在着许多小的回路电流称为分子 电流。它是宏观物体磁性的主要来源,当分子电流杂乱 无章排列时磁，现宏象观归物结体为不电显流磁之性；当它们规则排列，对 外显磁性。间的一种相互作用的
拉普拉斯进一步从数学上证明：任何闭合回路 所激发的磁场都可以看成无数个电流元所激发 的磁场dB叠加的结果。
磁场的叠加原理
最终形成了一条描述电流产生磁场的规律,称为毕 奥-萨伐尔-拉普拉斯定律,简称毕奥-萨伐尔定律.
毕奥-萨伐尔定律:
稳恒电流的电流元IdL在真空中某点p所产生的磁感
应强度dB，其大小与电流元的大小IdL成正比，与 电流元的方向和电流元到p的矢径r的方向的夹角的 正弦成正比，与电流元到p点的距离的平方成反比， dB的方向垂直于IdL和r所组成的平面。
螺旋方向的单位矢量
要求：面积足够小，电流足够小
n0
I0
S
把这这样的一个线圈放磁场场中，磁矩的方向同， 受到力矩不同，当 处到某一特殊位置时一特殊为
零，此 时，此时磁矩的磁感应感应B的方向，此位
置称为称为平衡位置
磁感应强度矢量
B
MMax表示线圈所受到的最大 磁力矩，
实验证明： M Max Pm
m
B dS 0
S
磁场的高斯定理
m
B dS 0
S
之所以出现这样的差别,因为自然界存在正负电荷, 正电荷只发出电力线,负电荷只终止电力线,自然界 不存在正负电荷那样的磁单极子,不存在只发出磁
力线和只终止磁力线的那种东西.
有源场
无源场
磁场的高斯定理只是表征了磁场的性质,没有电 场的高斯定理所具有的广泛应用.
这一比值与实验线圈无关,只与磁场本身有关
定义:
B M Max Pm
它是描述磁场性 质的物理量
磁感应强度的大小等于，实验线圈在磁场中 受到的最大磁力矩与线圈的磁矩的比值，其 方向为平衡位置时线圈磁矩的方向。
二 磁力线
我们用磁力线来形象地表示磁场，磁力线上任一点的切 线方向就是该处磁场的方向
通过磁场中某点处垂直于B的单位面积的磁力线的条 数等于该点B的大小。即是说，磁场越 强的在方磁力 线越密，磁场越 弱的在方磁力线越疏。
洛伦磁力永远不会对运动电荷作功
dA
F
dr
F
vdt
q(v
B)
vdt
0
带电粒子速度大小不变
二、带电粒子在均匀磁场中的运动
粒子：电量q, 质量m, 初速度 v0 磁场：B
1,V0与B平行时：
F
qv0
B
0
粒子作匀速直线运动
2,V0与B垂直时：
F
qv0
B
qV0
B
粒子作匀速率圆周运动
qV0 B
现象
电流, 物质的磁性 , 源于电荷的运动 S
I
N
三,磁场
运动电荷之间存在相互作用,这种相互作用 是通过什么途径传播的?
运动电荷
磁场
运动电荷
磁场也是一种客观物质 ，最基本特征是 对其中的运动电荷有作 用力。
磁场的描述
磁感应强度矢量
B
实验线圈：
磁矩： Pm
I 0 Sn0
n0表示沿法向方向，与电 流成右手
磁感应强度沿任意闭合路 径的积分
L
B
B dL
dL
1,与单根载流导线垂直的平面内绕导线的圆回路
L I
R
d
B
dL
载流导线无穷长,圆形回 路中心在导线上
空间的磁场: B oI
2r
把回路分成 无数小段,任 取一小段:
B
dL
BRd
oI 2R
Rd
整个回路
的积分:
B dL
L
0I 2R
RL d
条形磁铁的两端磁性最强,把一条磁针悬挂起来，它将 自转到南北方向，指南的一极称为南极，用S表示，指 北的一极称为北极，用N表示。
实验表明:同极相斥,异极相吸
磁铁有两个磁极，不可能分成独立的N极和 S极。这是磁极与电荷的基本区别。
磁单极子
德国亥姆霍兹联合会研究中心的研究人员在德国 德累斯顿大学、圣安德鲁斯大学、拉普拉塔大学 及英国牛津大学同事的协作下，首次观测到了磁 单极子的存在，以及这些磁单极子在一种实际材 料中出现的过程。该研究成果发表在2009年9月3 日出版的《科学》杂志上。
静磁学 磁场
磁学这门学科是在 某些矿石能够吸引 铁屑这一经验事实 基础上发展起来的。
英文中磁性magnetism 来源于小亚细亚的一个 盛产铁矿石的州的名字： magnesia
一,磁现象
早在公元前六世纪，春 秋时期我国的一些著作 中就有关于磁现象的记 载了
磁性：磁铁能够吸引铁 制物体的性质
磁性
如果磁性能够长期地保 存，就称为永久磁体 磁极：磁铁的各个部分 磁性强弱不同，最强 的部分称为磁极。
dB 0 IdLsin 4 r 2
dB
o 4
Id
L
r0
r2
Idl
p dB •
r
r0是电流元指向 p点的单位矢量
几点解释 在国际单位制中，该常数：
dB
o 4
IdL
r0
r2
1，o真空的磁导率
o 4 10 7 (N / A2 )
2,对任一一段电流所产生的磁场，等于各电流元产生
的磁场的矢量和：
受到的力
F dF LIdL B
磁学
现代磁学是研究磁场，磁材料，磁效应，磁现象 及其实际应用的一门学科
磁致伸缩材料、磁记录材料、磁电阻材料、磁泡材 料、磁光材料，旋磁材料以及磁性薄膜材料等
50年代初，随着电子计算机的发展，使用矩磁合金元件作为 计算机的内存储器，不久被矩磁铁氧体记决通电导线在空间所产生的磁场呢？
•
•
P
•
电流元
非常重要
给出电流元在空间产生的磁场， 再通过求和得到这个导线在空间产生的磁场
电流元 IdL
I
dL
大小为 IdL
方向为正电荷运动方向
十九世纪二十年代,毕奥、萨伐尔两位法国人总结和分 析了很多实验.总结了电流元产生磁场的计算公式
m
V02 R
R mV0 qB
周期：
T
2R V0
2m qB
续：带电粒子在均匀磁场中的运动
3, v0与B成角时：
F
qv0
B
v0
B
粒子作螺旋运动
三,带电粒子在电场磁场中的运动
F
qE
qv
B
电场力，与电荷 的运动状态无关
磁场力，运动 电荷才受磁力
应用：1速度选择器
v
B
E
q
qBv Eq v E/B
加速器
用人工方法产生高速带电粒子的装置。是探索原子核和粒子的性 质、内部结构和相互作用的重要工具
利用加速器发现了绝大部分新的超铀元素和合成上千种新的人工放 射性核素，对原子核的基本结构和其变化规律进行系统深入的研究
这可以帮助理解像暗物质、反物质、超对称这样的现象，最终揭 开宇宙形成之谜 近20多年来，加速器的应用已远远超出原子核物理和粒子物理 领域，广泛应用于材料科学、表面物理、分子生物学、光化学， 同位素生产、肿瘤诊断与治疗、射线消毒、无损探伤、高分子 辐照聚合、材料辐照改性、离子注入、离子束微量分析以及空 间辐射模拟、核爆炸模拟等方面
用途： 获得高能粒子流
四，如何计算磁场对通电 导线的作用力呢？
F qV B
dl
B
I
把各个电流元所受到的磁场力求和，就得到 了整个通电导线所受到的磁场力
dl
B
I
dL
S
安培力的数学表达式
dF nSdLqV B IdL B
dL
B
应用上式,通过积分原则上可
I
求任意载流导线在磁场中所
1988年北京正负电子对撞机
欧洲大型强子对撞机包含了一个圆周为27公里的圆形隧道，因 当地地形的缘故位于地下50至150米之间。隧道本身直径三米， 位于同一平面上，并贯穿瑞士与法国边境，造价45亿英镑
应用2 回旋加速器
T 2m qB
R mV0 qB
原理： 电子在狭缝处被电场加速，盒内在磁场作用下 作圆周运动，周期与速率无关
压磁材料在第一次世界大战时即已用于声纳技术
0I 2R
2R
oI
二 安培环路定理：
设空间有N个传导电流 I1, I2 , I3 In
令：B1, B2 Bn分别为每根载 流导线单独存在时产生的磁场
I2
L
I1
In
Ii
穿过回路 的电流
B dL
L
L (B1 B2
Bn ) dL
o
n
Ii
i 1
安培环路定理
安培环路定理的几点说明 1:电流应当是闭合稳恒电流
2,符号规定：穿过回路
L的电流方向与L的环
绕方向服从右手关系的
I 为正，否则为负。
I2
L
I1
In
Ii
B L
dL
o
I内
磁场对运动 电荷（电流）的作 用力
一、洛伦兹力
假设运动电荷电量为 q，它在磁场B中
以速度v运动时，它所受到的磁 力为：
F
qv
B
洛伦兹力的特点
F
qv
B
洛伦兹力不改变运动电荷速度的大小，只能改变电 荷速度的方向，使路径发生弯曲。