第八章 恒定電流的磁場ppt課件.ppt

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1、第八章恒定電流的磁場§8-2磁感應(yīng)強(qiáng)度磁場的高斯定理§8-3畢奧–薩伐爾定律及其應(yīng)用§8-4安培環(huán)路定理及其應(yīng)用§8-5帶電粒子在電磁場中的運(yùn)動§8-6磁場對載流導(dǎo)線的作用磁力的功§8-7,8磁介質(zhì)，有磁介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理9/26/2021§8-2磁感應(yīng)強(qiáng)度磁場的高斯定理一基本磁現(xiàn)象1）磁性：磁極（N極，S極）同性相斥異性相吸2）磁極：磁鐵的兩個(gè)極不能被分割為獨(dú)立的N極與S極這是磁極與電荷的基本區(qū)別2電流與磁性1）載流導(dǎo)線附近的磁針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。2）介質(zhì)對磁場的作用會有影響一切物質(zhì)都可稱為磁介質(zhì)1基本磁現(xiàn)象3）磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：一切磁現(xiàn)象均起源于電荷的運(yùn)動靜止電荷靜止電荷靜止電荷之間的作用力—

2、—電場力運(yùn)動電荷之間的作用力——電場力+磁場力運(yùn)動電荷運(yùn)動電荷電場磁場傳遞磁相互作用3磁場磁場的對外表現(xiàn)1）磁場對磁場內(nèi)的運(yùn)動電荷，或載流導(dǎo)線會有力的作用2）載流導(dǎo)體在磁場內(nèi)移動時(shí)，磁場的作用力會對載流導(dǎo)體作功3）磁場能使處于磁場內(nèi)磁介質(zhì)發(fā)生磁化洛侖茲力運(yùn)動電荷在磁場中受力設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定空間一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度二磁感應(yīng)強(qiáng)度電荷q在磁場中運(yùn)動，它在P點(diǎn)所受的磁力有兩種特殊情況：(a)存在一個(gè)特定的方向，沿此方向運(yùn)動的電荷受磁力為零，規(guī)定此方向?yàn)镻點(diǎn)磁感強(qiáng)度的方向。(b)存在一個(gè)唯一的平面，當(dāng)電荷在此平面內(nèi)運(yùn)動時(shí)受磁力最大(Fmax)，此時(shí)垂直于。磁場中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的指向可用右螺旋法則來定。單位：若

3、F～牛頓(N)，v～米?秒(m?s)，q～庫侖(C)，則B～特斯拉(T)。常用的單位還有高斯制：1T=104Gs磁場服從疊加原理定義P點(diǎn)磁感強(qiáng)度的大小為:一般Fmax的大小隨場點(diǎn)P、電量q、速度v的變化而變。對某點(diǎn)P，，但比值卻與無關(guān)，是個(gè)表征磁場本身性質(zhì)的物理量。三磁場的高斯定理1磁感應(yīng)線2)與形成磁場的電流相套連.磁感應(yīng)線特點(diǎn)1)無頭無尾的閉合曲線.形象描繪磁場的分布。磁感應(yīng)線上任意一點(diǎn)的切線方向與該點(diǎn)的磁場方向一致，且穿過垂直于B的單位面積上的磁感應(yīng)線數(shù)，與B的大小相等幾種不同形狀電流磁場的磁感應(yīng)線右手螺旋關(guān)系電流磁感應(yīng)線2、磁通量通過給定曲面的磁感應(yīng)線數(shù)1）.均勻磁場S⊥S⊥S2）.

4、非均勻磁場、任意曲面磁場是無源場.3）磁場的高斯定理例題一磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為則通過一半徑為R，開口向-Z方向的半球殼曲面的磁通量為多少？解：§8-3畢奧–薩伐爾定律及其應(yīng)用一畢奧–薩伐爾定律真空中的磁導(dǎo)率電流元由電流元指向場點(diǎn)的單位矢量CD*P例1載流長直導(dǎo)線的磁場.解方向均沿x軸的負(fù)方向二畢奧---薩伐爾定律應(yīng)用舉例1無限長載流直導(dǎo)線:當(dāng)L??（a<

5、-4計(jì)算亥姆霍茲線圈的磁場。在實(shí)驗(yàn)室中，為獲得不太強(qiáng)的均勻磁場，可采用一對半徑相同的同軸載流線圈來產(chǎn)生，兩者之間的距離等于半徑R.分析磁場疊加原理在P點(diǎn)兩側(cè)各處的Q1、Q2兩點(diǎn)，在圓心O1、O2處磁感應(yīng)強(qiáng)度相等，在兩線圈間軸線上中點(diǎn)P處，解:設(shè)兩線圈均為N匝，通過電流為I，求：一段圓弧圓電流在其曲率中心處的磁場。例題RIab方向?解：Idl︵⊙例題：一段載流導(dǎo)線折成圖示形狀,求O點(diǎn)處的磁場。解：將載流導(dǎo)線分成四段方向⊙例題電流I由長直導(dǎo)線1沿垂直bc邊方向經(jīng)a點(diǎn)流入一電阻均勻分布的正三角形金屬線框，再由b點(diǎn)沿cb方向流出，經(jīng)長直導(dǎo)線2返回電源。如圖所示，若載流導(dǎo)線1、2和三角形框在框中心O點(diǎn)

6、產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為，則O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為多少？解：⊙方向例題I寬度為a的無限長金屬平板，均勻通電流I，Pdx0將板細(xì)分為許多無限長直導(dǎo)線每根導(dǎo)線寬度為dx通電流解：建立坐標(biāo)系x所有dB的方向都一樣：?求：圖中P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度(P點(diǎn)與金屬板共面)。一段載流直導(dǎo)線無限長載流直導(dǎo)線半無限長載流直導(dǎo)線垂直端面上延長線上一段圓弧圓電流〔例題〕如圖所示，在半徑為R的木球上緊密地繞有細(xì)導(dǎo)線，相鄰線圈可視為相互平行，以單層蓋住半個(gè)球面，沿導(dǎo)線流過的電流為I，總匝數(shù)為N，求此電流在球心處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度。解：單位弧長的匝數(shù)取如圖所示圓電流環(huán)通過電流環(huán)的電流強(qiáng)度為：該電流環(huán)在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為：整個(gè)

7、半球面產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為：四運(yùn)動電荷的磁場1導(dǎo)體中的電流2電流元中的載流子數(shù)q載流子電量n載流子數(shù)密度v載流子飄移速度s導(dǎo)線的橫截面積3運(yùn)動電荷的磁場dlv?－＋○例題半徑為的帶電薄圓盤的電荷面密度為,并以角速度繞通過盤心垂直于盤面的軸轉(zhuǎn)動，求圓盤中心的磁感強(qiáng)度.解法一運(yùn)動電荷的磁場解法二圓電流的磁場向外向內(nèi)§8-4安培環(huán)路定理及其應(yīng)用一安培環(huán)路定理1以無限長直線電流的情況為例閉合回路在垂直于直導(dǎo)線的平面內(nèi)1