B章磁場的源復習PPT教學課件

1、 L204sinrIdlB 任一電流產生的磁場任一電流產生的磁場, , 用疊加原理：用疊加原理：LLrrlIdBdB304第1頁/共17頁IllId24 rsinIdldBo ctgactgal )( dcscadl2 因為各電流元產生的磁場方因為各電流元產生的磁場方向相同，磁場方向垂直紙面向里向相同，磁場方向垂直紙面向里, , 所以只求標量積分。所以只求標量積分。 dsinaIasinsindcscIadBoo 44222BdraP解：解： aarsin/)(csc 1.1.直線電流的磁場直線電流的磁場第2頁/共17頁)cos(cos4sin42121aIdaIdBBooL 磁感應強度磁感應

2、強度 B B 的方向，與電流成右手螺旋關系。的方向，與電流成右手螺旋關系。I 1 2aPB dsinaIdBo 4無限長直導線：無限長直導線：半無限長直導線：半無限長直導線：當，時當，時1/2 2 當，時當，時10 2 04IBa 02IBa 第3頁/共17頁LdlrI204sin2 2 圓電流軸線上的磁場圓電流軸線上的磁場0BdB304rrlIdBd204rIdldBcosdBdB sin/dBdB /dBBR2lIdrxBddB/dBRx22sinxRRrR2322202xRiIRB RIBx2010討論討論第4頁/共17頁A1IdllPdBr 1 2RA2、載流直螺線、載流直螺線管內部的

3、磁場管內部的磁場 021coscos2BnI 如果螺線管如果螺線管“無限長無限長”則在管則在管內部內部磁場均勻磁場均勻大小為：大小為：0BnI 方向：右手法則方向：右手法則無限長螺線管無限長螺線管端點端點磁場大小為：磁場大小為：02BnI n單單位長度匝數(shù)位長度匝數(shù)第5頁/共17頁安培環(huán)路定理安培環(huán)路定理iiLIldB0 在恒定電流的磁場中，磁感應強度在恒定電流的磁場中，磁感應強度B B 沿任何閉合路徑沿任何閉合路徑L L 的線積分的線積分（環(huán)路積分）等于穿過以（環(huán)路積分）等于穿過以L為邊界所張任意曲面的各恒定電流的的代數(shù)為邊界所張任意曲面的各恒定電流的的代數(shù)和的和的 0 0 倍倍第6頁/共1

4、7頁安培環(huán)路定理的說明：安培環(huán)路定理的說明：2、 和和B B 矢量矢量 定理中的定理中的 是是B B 的環(huán)流，它只與閉合回路的環(huán)流，它只與閉合回路L L包圍的電流（大小、方向）包圍的電流（大小、方向）有關，與閉合回路有關，與閉合回路L L外的電流無關，與電流分布也無關。而閉合回路外的電流無關，與電流分布也無關。而閉合回路L L上某一點的磁上某一點的磁感應強度感應強度B B 應是所有電流激發(fā)的磁場的磁感應強度在該點疊加的結果，它既包括應是所有電流激發(fā)的磁場的磁感應強度在該點疊加的結果，它既包括L L內的電流，也包括內的電流，也包括L L外的電流。外的電流。Il dBL0Ll dBLl dB1 1

5、、關于定理中的路徑關于定理中的路徑L L： 由于恒定電流一定是閉合的，只要由于恒定電流一定是閉合的，只要L L一定，穿過以它為邊界的任意曲一定，穿過以它為邊界的任意曲面的電流強度的代數(shù)和就一定相等。因此通常選最簡單的曲面來計算電流面的電流強度的代數(shù)和就一定相等。因此通常選最簡單的曲面來計算電流代數(shù)和。代數(shù)和。第7頁/共17頁3 3、定理中的、定理中的 定理中的定理中的 是閉合回路是閉合回路L L內所包圍的電流的代數(shù)和。因此內所包圍的電流的代數(shù)和。因此 ，只能，只能說明閉合回路內包圍電流的代數(shù)和為零，不能說明一定沒有電流穿過回路；另外，說明閉合回路內包圍電流的代數(shù)和為零，不能說明一定沒有電流穿過

6、回路；另外， 只能說明只能說明B B的環(huán)流為零，不能說明閉合回路上的環(huán)流為零，不能說明閉合回路上B B處處為零。處處為零。 中電流的正、負與積分時在閉合曲線上所取的中電流的正、負與積分時在閉合曲線上所取的繞行方向繞行方向有關，若積分的繞行有關，若積分的繞行方向與電流流向滿足右手螺旋法則，則電流為正，相反電流為負。方向與電流流向滿足右手螺旋法則，則電流為正，相反電流為負。II0I0II3201IIl dBLI1I2I3L2L1第8頁/共17頁4 4、定理中的適用條件、定理中的適用條件 安培環(huán)路定理只適用于安培環(huán)路定理只適用于恒定電流恒定電流的情況，而恒定電流一定是閉合的，對的情況，而恒定電流一定

7、是閉合的，對于有限長的載流導線，安培環(huán)路定理不適用。于有限長的載流導線，安培環(huán)路定理不適用。 另外，安培環(huán)路定理表明，另外，安培環(huán)路定理表明，磁場不是保守力場，它不是有勢場磁場不是保守力場，它不是有勢場，一般不能，一般不能引入標量勢的概念來描述磁場。這說明磁場和靜電場是本質不同的場。引入標量勢的概念來描述磁場。這說明磁場和靜電場是本質不同的場。第9頁/共17頁1 1 無限長直線電流的磁場無限長直線電流的磁場分析對稱性分析對稱性0dLBlI 2Br 02IBr ddB lBl 選取回路選取回路L第10頁/共17頁2 2 無限長直圓柱形載流導體的磁場無限長直圓柱形載流導體的磁場 （ R R，I I

8、 均勻分布）均勻分布）解：分析對稱性磁場是軸對稱分布，磁場是軸對稱分布，磁感應線為垂直于軸線的同心圓。磁感應線為垂直于軸線的同心圓。01dI2dI1dBdB2dBrI第11頁/共17頁回路 同心圓同心圓 rdBl I0rB2rI20BRr 220rRIRr )1202RIrRr rB22)rRrB2？如果圓柱面,磁場如何分布？第12頁/共17頁B P對稱性分析場結構對稱性分析場結構a.a.只有軸上的分量；只有軸上的分量； b. b.因為是無限長，在與軸等距離的平因為是無限長，在與軸等距離的平行線上磁感應強度相等。行線上磁感應強度相等。 一個單位長度上有一個單位長度上有n n 匝的無限長匝的無限

9、長直螺線管。由于是密繞，每匝視為圓線圈直螺線管。由于是密繞，每匝視為圓線圈。3 3 均勻密繞無限長直螺線均勻密繞無限長直螺線管的磁場（已知管的磁場（已知 n n ，I I）第13頁/共17頁LbcdaabcdB dlB dlB dlB dlB dlLB dlBabIabn0nIB0ABCD第14頁/共17頁問題的提出 位移電流假設位移電流假設：18611861年麥克斯韋想把安培環(huán)路年麥克斯韋想把安培環(huán)路定理推廣到非恒定電流的情況。他注意到電容定理推廣到非恒定電流的情況。他注意到電容器在充放電時，其中的電場是變化的，他大膽器在充放電時，其中的電場是變化的，他大膽假設：假設：變化的電場可等效為一種電流，稱作變化的電場可等效為一種電流，稱作位位移電流移電流。變化的電場和磁場相聯(lián)系，這種聯(lián)系變化的電場和磁場相聯(lián)系，這種聯(lián)系即即變化的電場產生磁場變化的電場產生磁場。 15-5 15-5 變化電場相聯(lián)系的磁場，變化電場相聯(lián)系的磁場， 位移電流位移電流一、位移電流一、位移電流第15頁/共17頁三三 全電流安培環(huán)路定律全電流安培環(huán)路定律 0cdLBdlII