2020年高中物理竞赛辅导课件(电磁学)平行电流间的相互作用力.ppt

1、2020高中物理竞赛磁学山大附中物理竞赛教研组 编（含物理竞赛真题练习）1I2If21df12dB1B2I1dl1d2Il2dFB dlI=I=f21ddl2d122I0I=d122Idl20d12B1=I0d2If21B1dl2=090sind平行电流间的相互作用力平行电流间的相互作用力 一、平行电流的相互作用力一、平行电流的相互作用力I=fddld122I0 由上面得到单位长度导线的作用力为：由上面得到单位长度导线的作用力为：在真空相距在真空相距 1m的两无限长彼此平行的直的两无限长彼此平行的直导线，通有相同的电流，若每米导线上的相导线，通有相同的电流，若每米导线上的相互作用力等于互作用力

2、等于210-7N，则导线上的电流定，则导线上的电流定义为义为1安培。安培。“安培安培”的定义的定义BBBo 介质的相对磁导率介质的相对磁导率一一.磁介质的分类磁介质的分类（类比电介质中的电场）（类比电介质中的电场）与介质有关的电流产生与介质有关的电流产生0rBB 定定义义11 1 rrr 在介质均匀充满在介质均匀充满磁场的情况下磁场的情况下顺磁质顺磁质 氧气、空气、铝氧气、空气、铝抗磁质抗磁质 铜、汞、铅铜、汞、铅磁介质对磁场的影响磁介质对磁场的影响介质对场有影响介质对场有影响 ，总场，总场铁磁质铁磁质 铁、钴、镍铁、钴、镍位移电流位移电流传导电流传导电流产生产生1.1.原子电流原子电流 原子

3、磁矩原子磁矩 磁偶极矩磁偶极矩9.2 9.2 原原子子的磁矩的磁矩m 磁偶极矩磁偶极矩vr2eI r2ev 每个原子等效一个圆电流每个原子等效一个圆电流Lm2e2evrrr2evISme2 )vrmL(e 式式中中 顺磁质分子的固有磁矩不为零，顺磁质分子的固有磁矩不为零，无外磁场作用时，由于分子的热运动，分子无外磁场作用时，由于分子的热运动，分子磁矩取向各不相同磁矩取向各不相同,整个介质不显磁性。整个介质不显磁性。em (一一)顺磁质及其磁化顺磁质及其磁化=m0即：即：分分子子磁磁矩矩2.2.磁化的微观解释磁化的微观解释MmB=+B0m 有外磁场时，分子磁矩要受到一个力矩有外磁场时，分子磁矩要

4、受到一个力矩的作用。的作用。MB0这一力矩使分子磁矩转向外磁场的方向这一力矩使分子磁矩转向外磁场的方向MmB=+有外磁场时，分子磁矩要受到一个力矩有外磁场时，分子磁矩要受到一个力矩的作用。的作用。MB0这一力矩使分子磁矩转向外磁场的方向这一力矩使分子磁矩转向外磁场的方向B0m 顺磁质磁化结果，使介质内部磁场增强。顺磁质磁化结果，使介质内部磁场增强。B0B0B 即：即：B 抗磁质分子的固有磁矩为零。抗磁质分子的固有磁矩为零。（二）抗磁质的磁化（二）抗磁质的磁化 即分子中所有电子自旋磁矩和轨道即分子中所有电子自旋磁矩和轨道磁矩的矢量和为零。磁矩的矢量和为零。分子电流所产生的附加磁矩分子电流所产生的

5、附加磁矩方向和外磁场方向相反，附加磁方向和外磁场方向相反，附加磁矩产生的附加磁场和外磁场相反矩产生的附加磁场和外磁场相反。所以抗磁质磁化结果使介质内。所以抗磁质磁化结果使介质内部的磁场削弱。即：部的磁场削弱。即：B0BB0fLm e一、磁化强度：一、磁化强度：=mMVm+对于顺磁质对于顺磁质mm m可忽略可忽略对于抗磁质对于抗磁质m=0分子固有磁矩矢量和分子固有磁矩矢量和m分子附加磁矩矢量和分子附加磁矩矢量和m9.3 9.3 磁介质的磁化磁介质的磁化.I.+l.传导电流传导电流B0J磁化面电流磁化面电流I I分子电流分子电流=MJMB磁化面电流密度（单位长度上的电流）磁化面电流密度（单位长度上的电流）MdrdIJ rd2aim cosdraniId2 cosnmdrrdMcosMdr JJ磁化面电流磁化面电流M.M dlI=s ABCDLLrdMdrJIdI=MJlADCBTHE END祝大家竞赛顺利、学业有成