大學(xué)物理 上 第9章全

1、精選精選ppt精選精選ppt結(jié)構(gòu)框圖結(jié)構(gòu)框圖運動電荷間的相互作用運動電荷間的相互作用磁場磁場 穩(wěn)恒磁場穩(wěn)恒磁場磁感應(yīng)強磁感應(yīng)強度度畢畢- -薩薩定律定律磁場的高斯定理磁場的高斯定理安培環(huán)路定理安培環(huán)路定理 磁場的磁場的基本性質(zhì)基本性質(zhì)洛侖茲力洛侖茲力安培定律安培定律帶電粒子在磁場中的運動帶電粒子在磁場中的運動霍耳效應(yīng)霍耳效應(yīng)磁力和磁力矩磁力和磁力矩磁力的功磁力的功順磁質(zhì)、抗磁質(zhì)和順磁質(zhì)、抗磁質(zhì)和鐵磁質(zhì)的磁化鐵磁質(zhì)的磁化磁場磁場強度強度介質(zhì)中的安培介質(zhì)中的安培環(huán)路定理環(huán)路定理學(xué)時：學(xué)時：10精選精選ppt要求：要求：了解處理問題的思路，理解結(jié)論的物理意義了解處理問題的思路，理解結(jié)論的物理意義上一

2、章討論的電相互作用：上一章討論的電相互作用：場源電荷相對于觀察者靜止場源電荷相對于觀察者靜止 （靜電場或穩(wěn)恒電場）（靜電場或穩(wěn)恒電場）場中檢驗電荷受力場中檢驗電荷受力檢驗電荷相對于觀察者（場源電荷）可以運動或靜止檢驗電荷相對于觀察者（場源電荷）可以運動或靜止 EqFE分布分布求解求解本節(jié)討論的本節(jié)討論的“運動運動”電荷相互作用電荷相互作用不是指場源電荷與檢驗電荷間相對運動。不是指場源電荷與檢驗電荷間相對運動。而是指對觀察者而言，場源電荷是運動的。而是指對觀察者而言，場源電荷是運動的。精選精選ppt問題：問題：場源電荷相對場源電荷相對于觀察者運動于觀察者運動（非靜電場）（非靜電場）場中檢驗電荷場

3、中檢驗電荷受力如何？受力如何？其電場如其電場如何分布？何分布？一一. . 運動電荷周圍的電場運動電荷周圍的電場前提：前提： (2) 高斯定理對運動電荷電場仍成立。高斯定理對運動電荷電場仍成立。 （高斯定理比庫侖定律普遍）（高斯定理比庫侖定律普遍） (3) 洛侖茲變換適用。洛侖茲變換適用。 (1) 在不同參考系中，電荷的電量在不同參考系中，電荷的電量 不變。不變。 （ 為相對論不變量）為相對論不變量）qq精選精選ppt模型（所選研究對象）：模型（所選研究對象）：正方形平行板電容器電場正方形平行板電容器電場：固接于電容器：固接于電容器系S：固接于觀察者：固接于觀察者系Su（a）討論）討論 電場電場

4、oz系Syy系Sozxxu（b）討論討論 電場電場u/oz系Syy系Sozxxu精選精選ppt系S中電容器靜止中電容器靜止(a、b情況相同情況相同) 邊長邊長( (原長原長) )：L帶電量：帶電量： Q電場分布：電場分布：電荷密度：電荷密度：2LQ00E板外板外板間板間)(aLEE)(bLxxyy精選精選ppt系S中中: :電容器以速率電容器以速率 沿沿 軸運動軸運動. .ux帶電量帶電量: : QQ 電荷密度電荷密度: :22)(1LcuQ邊長邊長: :21)(1LcuLLxLLzL)(auxoy精選精選pptuu電場分布電場分布: :仍有面對稱性仍有面對稱性, ,高斯定理仍成立。高斯定理仍

5、成立。E0板外板外00E板間板間EEu即在即在 方向上方向上)(a1LEu精選精選ppt帶電量帶電量: : QQ 邊長邊長: : LLLLzy板間距離縮短板間距離縮短電荷密度：電荷密度：2LQ電場分布：電場分布：0外E00EE內(nèi)即在即在 方向上方向上u/EEu L/E （b）xoy精選精選ppt結(jié)論：結(jié)論：求運動電荷電場分布的一般方法：求運動電荷電場分布的一般方法：在電荷相對其靜止參考系中：在電荷相對其靜止參考系中：在電荷相對其運動參考系中：在電荷相對其運動參考系中： . . zyxEEE（靜電場）（靜電場）zyxEEE . . （運動電荷電場）（運動電荷電場）平行于相對速度平行于相對速度 方

6、向場強不變。方向場強不變。垂直于相對速度垂直于相對速度 方向場強擴(kuò)大方向場強擴(kuò)大 倍。倍。uu精選精選pptxxEE 2)(1cuEEEyyy2)(1cuEEEzzzyyEcuE2)(1 zzEcuE2)(1 xxEE u即：當(dāng)電荷相對于觀察者沿即：當(dāng)電荷相對于觀察者沿 方向以方向以 勻速運動時：勻速運動時：x精選精選pptxu P.218 例一例一 在在 系中以系中以 沿沿 軸勻速運動點電荷軸勻速運動點電荷 的電場。的電場。Squtu0rrEyxqoPEEEEEEyxyx,r E y x qo yE xE P建立固接于建立固接于 的的 系：系：qS 304rrqE 精選精選pptutu0rr

7、EyxqoP2322230)sin1 (14rrqE 至場點矢徑至場點矢徑 與與 夾角夾角qr r ucu式中：式中：討論：討論：與與 系中（靜電場）比較系中（靜電場）比較S304rrqEErqE22014:, 0ErqE2122014:2/精選精選ppt在在 系中（靜電場，系中（靜電場， 球?qū)ΨQ分布）球?qū)ΨQ分布）SE304rrqE比較：比較：在在 系中（運動電荷的電場，系中（運動電荷的電場， 無球?qū)ΨQ性）無球?qū)ΨQ性）SEu2322230)sin1(14rrqE精選精選ppt二二. . 運動電荷間的相互作用運動電荷間的相互作用思路：思路：因為只知在場源電荷相對觀察者靜止時有因為只知在場源電荷相

8、對觀察者靜止時有 成立，成立， 所以先在固結(jié)于場源電荷的所以先在固結(jié)于場源電荷的 系中求系中求 ，SEqFF至至 系中系中S再用相對論變換再用相對論變換EEFFvvS 場源電荷以場源電荷以 運動運動 檢驗電荷以檢驗電荷以 運動運動問題：問題： 系（觀察者）中系（觀察者）中vukEjEiEEzyx kvjvivvzyx求場源電荷與檢驗電荷的相互作用求場源電荷與檢驗電荷的相互作用精選精選ppt由由 ：EqFyozxvq設(shè)設(shè) 系中：系中：SkEjEiEEzyxyyEcuE2)(1zzEcuE2)(1xxEE 由由217頁頁 9.1-4 式有：式有：由由 得：得：EqFyyyEcuqqEF2)(1xx

9、xqEqEFzzzEcuqqEF2)(1將將 變換回變換回S系時系時( (152頁頁 7.4-19式式) )要用到速度變換要用到速度變換F精選精選ppt相對論力的變換式：相對論力的變換式：xxxvcuvFcuFF 221)1(2xyyvcuFF)1(2xzzvcuFF( (教材教材152頁頁7.4-19式式) )S將將 變換回變換回 系：系：FS將將 變換回變換回 系時要用到速度變換系時要用到速度變換F精選精選ppt21cuvuvvxxx)1(2xyyvcuvv)1(2xzzvcuvv由由136頁頁 ( (7.2-14) 式：式：kvjvivvzyxvq檢驗電荷檢驗電荷 以以 運動：運動：設(shè)設(shè)

10、 系中系中S精選精選pptyozxvqu系系S222)( 1cuvEvEqqEvcuvFcuFFzzyyxxxxyxyxyyEcuvqqEvcuFF22 )1 (zxzxzzEcuvqqEvcuFF22 )1 (代入代入152頁頁 ( (7.4-19)式得：式得：精選精選ppt得在得在 系中看來，以系中看來，以 運動的場源電荷和以運動的場源電荷和以 運運動的檢驗電荷間相互作用：動的檢驗電荷間相互作用：uSv)( )(22EcuvqEqkEvjEvivEvEcuqEqFzxyxzzyy只與場源電荷有關(guān)只與場源電荷有關(guān)EcuB2令令磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度電場力電場力磁場力磁場力BvqEqF得：得：精

11、選精選ppt所以磁場力只是運動電荷相互作用力的一部分，不所以磁場力只是運動電荷相互作用力的一部分，不是空間又出現(xiàn)了一個新的場，是空間又出現(xiàn)了一個新的場， 而是為了處理問題方而是為了處理問題方便，人為地定義了一個新的場便，人為地定義了一個新的場 磁場磁場. . 電磁場是統(tǒng)一的整體，在不同條件下存在形式不同：電磁場是統(tǒng)一的整體，在不同條件下存在形式不同：場源場源靜止電荷靜止電荷 激發(fā)電場激發(fā)電場E運動電荷運動電荷（相對于觀察者（相對于觀察者 ）u激發(fā)電場激發(fā)電場EEE/EE 激發(fā)磁場激發(fā)磁場EcuB2精選精選ppt檢驗檢驗電荷電荷靜止靜止 只受電場力只受電場力運動運動（相對觀察者（相對觀察者 ）v

12、EqFEqF1電場力電場力磁場力磁場力BvqF2場源場源靜止電荷靜止電荷 激發(fā)電場激發(fā)電場E運動電荷運動電荷（相對于觀察者（相對于觀察者 ）u激發(fā)電場激發(fā)電場EEE/EE 激發(fā)磁場激發(fā)磁場EcuB2精選精選ppt一一. . 磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度1. 定義：定義：磁場是電場的相對論效應(yīng)磁場是電場的相對論效應(yīng)EucB212322230)sin1(14rrqE解：解：將將代入代入EucB21 例例 u相對于觀察者以相對于觀察者以 勻速直線運動的點電荷的磁場勻速直線運動的點電荷的磁場qurP 精選精選ppt2-27289020CNs 104)10(310941c定義真空磁導(dǎo)率：定義真空磁導(dǎo)率：0cu在

13、在 條件下條件下cu 得：得：304 rruqB精選精選ppt2. 磁場疊加原理磁場疊加原理iBB如果空間不止一個運動電荷，則空間某點總磁感應(yīng)強度如果空間不止一個運動電荷，則空間某點總磁感應(yīng)強度等于各場源電荷單獨在該點激發(fā)的磁感應(yīng)強度的矢量和：等于各場源電荷單獨在該點激發(fā)的磁感應(yīng)強度的矢量和：練習(xí)：練習(xí)：P.252 9-5已知：已知：?0Bm 10 , ms 1 , C 10 , m 101 -10.avq.L求：求：aoxyqaLv解：解：yLqqdd在在 上取上取L的大小，方向？Bdqd精選精選ppt 以以 沿沿 運動運動 xvqd 4d 490sindd203000方向Lyyqvyqvy

14、B各各 在在 點處點處 同向：同向：Bdoqd(T)105)11(44dd6-020LaaLqvLyyqvBBaLa方向垂直于紙面向里。方向垂直于紙面向里。aoxyqaLvqddB0精選精選ppt二二. .畢畢 沙定律沙定律1820年年: : 奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)求解電流磁場分布基本思路：求解電流磁場分布基本思路：將電流視為將電流視為電流元的集合電流元的集合電流元磁場公式電流元磁場公式磁場疊加原理磁場疊加原理電流磁場分布電流磁場分布畢畢 沙定律：電流元產(chǎn)生磁場的規(guī)律沙定律：電流元產(chǎn)生磁場的規(guī)律, ,與點電荷電場與點電荷電場公式作用地位等價公式作用地位等價304ddrrl

15、IB. .rPBdIlId精選精選ppt推證：推證：出發(fā)點出發(fā)點運動點電荷磁場運動點電荷磁場磁場疊加原理磁場疊加原理304 rruqBiBBP每個載流子在場點每個載流子在場點 處磁場處磁場3014 rruqB載流子電量載流子電量 ，密度，密度 ，漂移速度，漂移速度unqlnSNd則：則：電流元中載流子數(shù)電流元中載流子數(shù)電流元電流元 , , 截面積截面積SlId設(shè)：設(shè)：3014ddrrulnSqBNB電流元在場點電流元在場點 處磁場處磁場P. .rPBdIlId精選精選ppt3014ddrrulnSqBNB304ddrrlIBnqSuI 電流元在場點電流元在場點 處磁場處磁場P204sinddr

16、lIB大?。捍笮。悍较颍悍较颍河沂址▌t右手法則 . .rPBdIlId精選精選ppt小結(jié)：小結(jié)：EucB21 磁感應(yīng)強度：磁感應(yīng)強度：304 rruqB 相對于觀察者以相對于觀察者以 速直線運動的點電荷的磁場：速直線運動的點電荷的磁場：u304ddrrlIB 電流元電流元 的磁場的磁場( (畢畢 沙定律沙定律) )：lIdBBd 磁場疊加原理：磁場疊加原理：iBB精選精選ppt精選精選ppt上講：上講：EucB21 磁感應(yīng)強度：磁感應(yīng)強度：304 rruqB 相對于觀察者以相對于觀察者以 勻速直線運動的點電荷的磁場：勻速直線運動的點電荷的磁場：u304ddrrlIB 電流元電流元 的磁場（畢的

17、磁場（畢 沙定律）：沙定律）：lIdBBd ; 磁場疊加原理：磁場疊加原理：iBB精選精選ppt習(xí)題課習(xí)題課 ： 畢畢 沙定律應(yīng)用沙定律應(yīng)用應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例： 討論一些典型電流的磁場分布討論一些典型電流的磁場分布求解電流磁場分布基本思路：求解電流磁場分布基本思路：將電流視為電流元將電流視為電流元（或典型電流）的（或典型電流）的集合集合電流元（或典型電流元（或典型電流）磁場公式電流）磁場公式和磁場疊加原理和磁場疊加原理電流磁電流磁場分布場分布本講本講 例一例一 直線電流的磁場直線電流的磁場 21 . . . aI已知：已知：求：求： 分布分布 B2 BaoPAlI1 精選精選pptlId解：解

18、：在直電流（在直電流（AB）上取電流元）上取電流元各電流元在各電流元在 P 點點 同向同向BdBArlIBB204sindd sin sind ctg2aradlal 統(tǒng)一變量：統(tǒng)一變量：AlI1 P2Bao204sinddrlIB ; 方方向向 BdlIdr精選精選ppt )coscos(4 dsin4210210方向aIaIB式中：式中：場點到直電流距離場點到直電流距離起點到場點矢徑與起點到場點矢徑與 方向夾角方向夾角:1:a終點到場點矢徑與終點到場點矢徑與 方向夾角方向夾角I:2I2 BlIdaoPr AlI1 討論：討論：2. 直導(dǎo)線及其延長線上點直導(dǎo)線及其延長線上點1. 無限長直電流

19、無限長直電流? B? B精選精選ppt討論：討論：0 0dBB, 0或2. 直導(dǎo)線及其延長線上點直導(dǎo)線及其延長線上點 )coscos(4 210 aIB1. 1. 無限長直電流無限長直電流aIB 20 , 01 IB精選精選ppt練習(xí)：練習(xí)：P.253 9-9 半徑半徑R, ,無限長半圓柱金屬面通電流無限長半圓柱金屬面通電流I，求軸線上求軸線上 BIPR0dyyBB由對稱性：由對稱性：解：解：通電半圓柱面通電半圓柱面 電流線電流線( (無限長直電流無限長直電流) )集合集合RIRIBBBx200202dsin sindx沿沿 方向方向IdBdRPIddBdddIRRIIRIRIB2002d2d

20、ddxy精選精選ppt20204d490sinddrlIrlIB方向如圖方向如圖xPRoI例例2. 求圓電流軸線上的磁場求圓電流軸線上的磁場(I, R)lId解：解：在圓電流上取電流元在圓電流上取電流元lIdrBddlIdB各電流元在各電流元在 點點 大小相等，方向不同，由對稱性：大小相等，方向不同，由對稱性：PBd0dBBrRrlIBBB20/4dcosd2322202030)(2d4xRIRlrIRR精選精選ppt1. . 定義電流的磁矩定義電流的磁矩nSIPm討論：討論：規(guī)定正法線方向：規(guī)定正法線方向： 與與 指向成右旋關(guān)系指向成右旋關(guān)系In電流所包圍的面積電流所包圍的面積:SnRIPm

21、2圓電流磁矩：圓電流磁矩：23220232220)(2)(2xRPxRiIRBm圓電流軸線上磁場：圓電流軸線上磁場：RINBNRIB2 : ; 20000匝2. 圓心處磁場圓心處磁場0 x精選精選pptxB3. 畫畫 曲線曲線xoB練習(xí)：練習(xí)：IoRoRI?oB 800RIBRIRIB4 83000ixRIRB232220)(2精選精選ppt練習(xí)：練習(xí)： P.252 9-3亥姆霍茲圈：亥姆霍茲圈：兩個完全相同的兩個完全相同的N匝共軸密繞短線圈，其匝共軸密繞短線圈，其中心間距與線圈半徑中心間距與線圈半徑R相等，通同向平行等大電流相等，通同向平行等大電流 I。求軸線上求軸線上 之間任一點之間任一點

22、P的磁場。的磁場。21 . ooxIP1o匝NRRR匝No2oI 23)2(22220 xRRNIRBP 23)2(22220 xRRNIR xo1o2B1B2o 72000RNI.B 68000201RNI.BB實驗室用近似實驗室用近似均勻磁場均勻磁場精選精選pptRox 例三例三 均勻帶電球面均勻帶電球面( ), ( ), 繞直徑以繞直徑以 勻速旋轉(zhuǎn)勻速旋轉(zhuǎn) , R求球心處求球心處0Bdsin2dd2RqI等效圓電流：等效圓電流：r取半徑取半徑 的環(huán)帶的環(huán)帶d2ddrRSqrId旋轉(zhuǎn)帶電球面旋轉(zhuǎn)帶電球面 許多環(huán)形電流許多環(huán)形電流等效等效解：解：精選精選pptdsin2 2sindsin )

23、(2dd3032220222023RRRRxrIrBRRBB003032dsin2dRorIdxBdRB032寫成矢量式：寫成矢量式：精選精選ppt練習(xí)練習(xí)： P.253 9-7求：求：?0B已知：已知： . . . RoR思考：思考：?dB?d I?d qrrqdd2ddqI rIB2dd0RrBB00d4dR041RB0041寫成矢量式：寫成矢量式：rdr精選精選ppt1R2Ro 例四例四 帶電圓環(huán)（帶電圓環(huán)（ ）順時針旋轉(zhuǎn)）順時針旋轉(zhuǎn) ，求，求mP.R.R21)(21 dd21222121RRrrIIRRRR)(21 2122RRISPm)(2122RR22122)(2RR )(2212

24、2RRqPm對否？對否？解一：解一：rrqd2drrqId2ddr精選精選pptr1R2R解二：解二：rrqd2drrqId2ddrrIrPmddd32)(42122RRqPm4)()(4 dd212221224142321RRRRRRrrPPRRmm解一錯誤，解二正確！解一錯誤，解二正確！精選精選ppt自學(xué)自學(xué) P.224 例三例三載流直螺線管軸線上磁場載流直螺線管軸線上磁場. 記住結(jié)果記住結(jié)果:小結(jié)：小結(jié)：用畢用畢 沙定律求沙定律求 分布分布B(1) 將電流視為電流元集合（或典型電流集合）將電流視為電流元集合（或典型電流集合） (2) 由畢由畢 沙定律（或典型電流磁場公式）得沙定律（或典型

25、電流磁場公式）得 BdBBd(3) 由由疊加原理疊加原理 （分量積分）（分量積分）無限長載流直螺線管內(nèi)的磁場：無限長載流直螺線管內(nèi)的磁場：(下講用安培環(huán)路定理求解下講用安培環(huán)路定理求解)nIB0精選精選ppt典型電流磁場公式：典型電流磁場公式：3. 無限長載流直螺線管內(nèi)的磁場：無限長載流直螺線管內(nèi)的磁場：nIB023220232220)(2)(2xRPxRiIRBm2. 圓電流軸線上磁場：圓電流軸線上磁場：1. 無限長直電流：無限長直電流：aIB20圓電流圓心處磁場：圓電流圓心處磁場： 200RIB電流的磁矩：電流的磁矩：nSIPm精選精選ppt描述空間描述空間矢量場一般方法矢量場一般方法用場

26、線描述場的分布用場線描述場的分布用高斯定理，環(huán)路定理揭示場的用高斯定理，環(huán)路定理揭示場的基本性質(zhì)基本性質(zhì)一一. . 磁場高斯定理磁場高斯定理切向：該點切向：該點 方向方向疏密：正比于該點疏密：正比于該點 的大小的大小1. .磁感應(yīng)線磁感應(yīng)線BB特點特點閉合，閉合， 或兩端伸向無窮遠(yuǎn)；或兩端伸向無窮遠(yuǎn)；與載流回路互相套聯(lián)；與載流回路互相套聯(lián)；互不相交?；ゲ幌嘟?。精選精選ppt2. 磁通量磁通量通過磁場中某給定面的磁感應(yīng)線的總條數(shù)通過磁場中某給定面的磁感應(yīng)線的總條數(shù)BSdSdSBSBBSmddcosd微元分析法微元分析法（以平代曲，以不變代變以平代曲，以不變代變）SBSmd0m對封閉曲面，規(guī)定外法

27、向為正對封閉曲面，規(guī)定外法向為正0m進(jìn)入的磁感應(yīng)線進(jìn)入的磁感應(yīng)線穿出的磁感應(yīng)線穿出的磁感應(yīng)線nnBB精選精選ppt0dSBSnnBB3. 磁場的高斯定理磁場的高斯定理穿過磁場中任意封閉曲面的磁通量為零：穿過磁場中任意封閉曲面的磁通量為零：0dSBS磁場是無源場磁場是無源場磁感應(yīng)線閉合成環(huán)，無頭無尾磁感應(yīng)線閉合成環(huán)，無頭無尾不存在磁單極。不存在磁單極。精選精選ppt練習(xí)練習(xí)已知：已知：I，a，b，l 求：求：解：解：m方向：rIB20SBmddrlSdd abaln22dd00IlrrIlSBbaaSmIorablSd精選精選ppt介紹：尋求磁單極問題介紹：尋求磁單極問題1. .理論需要理論需要

28、(1) 對稱性需要對稱性需要產(chǎn)生產(chǎn)生磁場磁場磁荷？磁荷？運動電荷運動電荷變化電場變化電場產(chǎn)生產(chǎn)生電場電場電荷電荷運動磁荷？運動磁荷？變化磁場變化磁場麥克斯韋方程尚不對稱，暗示對電磁現(xiàn)象認(rèn)識不完全麥克斯韋方程尚不對稱，暗示對電磁現(xiàn)象認(rèn)識不完全(2) 解釋電荷量子化要求（狄拉克理論）解釋電荷量子化要求（狄拉克理論）)2(ghcne （ 為整數(shù)）為整數(shù)）n基本電荷基本電荷基本磁荷基本磁荷精選精選ppt（3）大統(tǒng)一理論要求：）大統(tǒng)一理論要求： 帶有自發(fā)對稱破缺的規(guī)范場理論得出磁單極質(zhì)量帶有自發(fā)對稱破缺的規(guī)范場理論得出磁單極質(zhì)量2162cGeV10 hccgm基本磁荷基本磁荷大統(tǒng)一能量尺度大統(tǒng)一能量尺度

29、大爆炸初期形成大爆炸初期形成 . 至今含量如何？至今含量如何？2. 實驗探求實驗探求 （1931 年年 今）今）1975 年：年：美國加州大學(xué)，休斯敦大學(xué)聯(lián)合小組報告美國加州大學(xué)，休斯敦大學(xué)聯(lián)合小組報告 .用裝有宇宙射線探測器氣球在用裝有宇宙射線探測器氣球在40 km 高空記錄到電離高空記錄到電離性特強離子蹤跡，性特強離子蹤跡， 認(rèn)為是磁單極。為一次虛報。認(rèn)為是磁單極。為一次虛報。精選精選ppt1982年，年，美國斯坦福大學(xué)報告，用美國斯坦福大學(xué)報告，用d = 5 cm 的超導(dǎo)的超導(dǎo)線圈放入線圈放入 D =20 cm 超導(dǎo)鉛筒。由于邁斯納效應(yīng)屏蔽超導(dǎo)鉛筒。由于邁斯納效應(yīng)屏蔽外磁場干擾，只有磁單

30、極進(jìn)入會引起磁通變化，運行外磁場干擾，只有磁單極進(jìn)入會引起磁通變化，運行151天，記錄到一次磁通突變。改變量與狄拉克理論相天，記錄到一次磁通突變。改變量與狄拉克理論相符。符。 但未能重復(fù)，為一懸案。但未能重復(fù)，為一懸案。人類對磁單極的探尋從未停止，一旦發(fā)現(xiàn)磁單人類對磁單極的探尋從未停止，一旦發(fā)現(xiàn)磁單極，將改寫電磁理論。極，將改寫電磁理論。精選精選pptIB精選精選ppt上講：上講： 一一. .磁場高斯定理磁場高斯定理0dSBS穿過磁場中任意封閉曲面的磁通量為零穿過磁場中任意封閉曲面的磁通量為零. .磁場是磁場是無源場無源場磁感應(yīng)線閉合成環(huán)，或兩端伸向磁感應(yīng)線閉合成環(huán)，或兩端伸向不存在磁單極（？

31、）不存在磁單極（？）0d SSB無源場無源場 內(nèi)內(nèi)qSES01d 有源場有源場高斯定理高斯定理0d LlE保守場保守場?d LlB？環(huán)路定理環(huán)路定理比較比較靜電場靜電場穩(wěn)恒穩(wěn)恒磁場磁場精選精選ppt二二. 穩(wěn)恒磁場的安培環(huán)路定理穩(wěn)恒磁場的安培環(huán)路定理1. 導(dǎo)出：導(dǎo)出： 可由畢可由畢 沙定律出發(fā)嚴(yán)格推證沙定律出發(fā)嚴(yán)格推證 采用：采用： 以無限長直電流的磁場為例驗證以無限長直電流的磁場為例驗證推廣到任意穩(wěn)恒電流磁場推廣到任意穩(wěn)恒電流磁場（從特殊到一般）（從特殊到一般）IlrIlrIlBrLL02000d2cos0d2d1) 選在垂直于長直載流導(dǎo)線的平面內(nèi)，以導(dǎo)線與平選在垂直于長直載流導(dǎo)線的平面內(nèi)，

32、以導(dǎo)線與平面交點面交點o為圓心，半徑為為圓心，半徑為 r 的圓周路徑的圓周路徑 L，其指向與電，其指向與電流成右旋關(guān)系。流成右旋關(guān)系。 BIroL精選精選ppt若電流反向：若電流反向：IlrIlrIlBrrL0200200d2cosd2dBIroL與環(huán)路繞行方向成右旋關(guān)系的電流與環(huán)路繞行方向成右旋關(guān)系的電流對環(huán)流的貢獻(xiàn)為正，反之為負(fù)。對環(huán)流的貢獻(xiàn)為正，反之為負(fù)。IIIrrIlBlBLLL002000d2d2dcosd若電流反向，則為2) 在垂直于導(dǎo)線平面內(nèi)圍繞電流的任意閉合路徑在垂直于導(dǎo)線平面內(nèi)圍繞電流的任意閉合路徑BdldrLI精選精選ppt0)(2)dd(2ddd021021IIlBlBl

33、BLLLLL3) 閉合路徑不包圍電流閉合路徑不包圍電流1L2LI穿過穿過 的電流：對的電流：對 和和 均有貢獻(xiàn)均有貢獻(xiàn)LBlBLd不穿過不穿過 的電流：對的電流：對 上各點上各點 有貢獻(xiàn)；有貢獻(xiàn)； 對對 無貢獻(xiàn)無貢獻(xiàn)BLLlBLd精選精選ppt4) 空間存在多個長直電流時，由磁場疊加原理空間存在多個長直電流時，由磁場疊加原理)(02121dddd)(d內(nèi)LiLnLLnLLIlBlBlBlBBBlB2. 推廣：穩(wěn)恒磁場的安培環(huán)路定理推廣：穩(wěn)恒磁場的安培環(huán)路定理)(0dLiLIlB穿過穩(wěn)恒磁場中，磁感應(yīng)強度穩(wěn)恒磁場中，磁感應(yīng)強度 沿任意閉合路徑沿任意閉合路徑 L 的線的線積分（環(huán)流）等于穿過閉合路

34、徑的電流的代數(shù)和與積分（環(huán)流）等于穿過閉合路徑的電流的代數(shù)和與真空磁導(dǎo)率的乘積。真空磁導(dǎo)率的乘積。B精選精選ppt穩(wěn)恒磁場的安培環(huán)路定理：穩(wěn)恒磁場的安培環(huán)路定理：)(0dLiLIlB穿過成立條件：穩(wěn)恒電流的磁場成立條件：穩(wěn)恒電流的磁場場中任一閉合曲線場中任一閉合曲線 安培環(huán)路（規(guī)定繞向）安培環(huán)路（規(guī)定繞向）:L環(huán)路上各點總磁感應(yīng)強度（包含空間穿過環(huán)路上各點總磁感應(yīng)強度（包含空間穿過 ，不穿過不穿過 的所有電流的貢獻(xiàn)）的所有電流的貢獻(xiàn)）L:BL穿過以穿過以 為邊界的任意曲面的電流的代數(shù)和。為邊界的任意曲面的電流的代數(shù)和。: )(LiI穿過L穿過以穿過以 為邊界的任意曲面的電流的代數(shù)和。為邊界的任

35、意曲面的電流的代數(shù)和。: )(LiI穿過L精選精選pptL與與 繞向成右旋關(guān)系繞向成右旋關(guān)系與與 繞向成左旋關(guān)系繞向成左旋關(guān)系L0iI0iI規(guī)定：規(guī)定：1ILlBLd 4IIL例如：例如：321)( IIIILi穿過IIIILi23 )(穿過精選精選ppt)(0dLiLIlB穿過的環(huán)流：只與穿過環(huán)路的電流代數(shù)和有關(guān)的環(huán)流：只與穿過環(huán)路的電流代數(shù)和有關(guān)B與空間所有電流有關(guān)與空間所有電流有關(guān):B注意：注意：安培環(huán)路定理揭示磁場是非保守場（無勢場，渦旋場）安培環(huán)路定理揭示磁場是非保守場（無勢場，渦旋場）穿過穿過 的電流：對的電流：對 和和 均有貢獻(xiàn)均有貢獻(xiàn)LBlBLd不穿過不穿過 的電流：對的電流：

36、對 上各點上各點 有貢獻(xiàn)；有貢獻(xiàn)； 對對 無貢獻(xiàn)無貢獻(xiàn)BLLlBLd精選精選ppt0d SSB無源場無源場 內(nèi)內(nèi)qSES01d 有源場有源場高斯定理高斯定理0d LlE保守場、有勢場保守場、有勢場 ）（穿穿過過LiLIlB0d 環(huán)路定理環(huán)路定理比較比較靜電場靜電場穩(wěn)恒穩(wěn)恒磁場磁場非保守場、無勢場非保守場、無勢場（渦旋場）（渦旋場）精選精選ppt三三. .安培環(huán)路定理的應(yīng)用安培環(huán)路定理的應(yīng)用 求解具有某些對稱性的磁場分布求解具有某些對稱性的磁場分布)(0dLiLIlB穿過適用條件：適用條件：穩(wěn)恒電流的磁場穩(wěn)恒電流的磁場求解條件：求解條件：電流分布電流分布( (磁場分布磁場分布) )具有某些對稱性

37、，具有某些對稱性，以便可以找到恰當(dāng)?shù)陌才喹h(huán)路以便可以找到恰當(dāng)?shù)陌才喹h(huán)路L，使，使 能積能積出，從而方便地求解出，從而方便地求解 。B精選精選pptorPIR在在 平面內(nèi)，作以平面內(nèi)，作以 為中心、半徑為中心、半徑 的圓環(huán)的圓環(huán) ， 上各點等價：上各點等價： 大小相等，方向沿切向大小相等，方向沿切向 。 以以 為安培環(huán)路，逆時針繞向為正為安培環(huán)路，逆時針繞向為正: : BLroI LL+ + 例一例一 無限長均勻載流圓柱體無限長均勻載流圓柱體 內(nèi)外磁場內(nèi)外磁場. . RI ,對稱性分析：對稱性分析：dBBddII droPLL精選精選ppt內(nèi)IrBlBL0 2ddBBddII droPLLrrI

38、B120外:Rr II內(nèi):Rr 2222 RIrrRII內(nèi)rRIrB202內(nèi)I方向與方向與 指向滿足右旋關(guān)系指向滿足右旋關(guān)系BBoRrr1r精選精選ppt思考：思考： 無限長均勻載流直圓筒無限長均勻載流直圓筒 曲線？曲線？rB0內(nèi)BrIB20外方向與方向與 指向滿足右旋關(guān)系指向滿足右旋關(guān)系外BIBoRr精選精選pptIhRRSB . .練習(xí)：練習(xí)：P.253 9 - 14無限長均勻載流圓柱體（無限長均勻載流圓柱體（ ）如圖，求通過）如圖，求通過（ ）的磁通量）的磁通量. .hR , 2SIR , 220RIrB內(nèi) 20rIB外解：解：磁場分布磁場分布SBSBsSmdd內(nèi)內(nèi)SBSd外外rhRIr

39、Rd2020)2ln21 (4d2020IhrhrIRRSdSd微元分析法：取微元分析法：取rhSdd 方方向向相相同同與與且且BSd精選精選ppt解：解：線密繞線密繞0外B對稱性分析：對稱性分析：無限長：無限長：1 、2 面上對應(yīng)點等價，關(guān)于面上對應(yīng)點等價，關(guān)于 M 鏡像對稱鏡像對稱B贗矢量贗矢量： 只有平行于軸線的分量只有平行于軸線的分量B/軸任一直線上各點軸任一直線上各點 大小相等，方向沿軸大小相等，方向沿軸BB21IM 例二例二 無限長直載流螺線管內(nèi)磁場（無限長直載流螺線管內(nèi)磁場（ 線密繞）線密繞）. . nI單位長度上單位長度上的匝數(shù)的匝數(shù)螺距螺距為零為零精選精選pptdBcab21

40、IaddccbLbalBlBlBlBlBdddddabBabB000 cosabnII內(nèi)作矩形安培環(huán)路如圖，作矩形安培環(huán)路如圖，規(guī)定：規(guī)定：+ +精選精選pptdBcab21IabnIabB0nIB0由由安培環(huán)路定律：安培環(huán)路定律：無限長直螺線管內(nèi)為均勻磁場無限長直螺線管內(nèi)為均勻磁場思考：思考：如果要計管外磁場如果要計管外磁場（非線密繞非線密繞）對以上結(jié)果有無影響？對以上結(jié)果有無影響？ BIn/InIB0內(nèi)rIB2/0外詳見思考題解：詳見思考題解：精選精選pptR練習(xí)：練習(xí)：半徑半徑 無限長均勻帶電圓筒繞軸線勻速旋轉(zhuǎn)無限長均勻帶電圓筒繞軸線勻速旋轉(zhuǎn)R. R已知：已知：?B求：求： 內(nèi)部內(nèi)部解：

41、解：nIB0等效于長直螺線管等效于長直螺線管 單位長度上電流單位長度上電流?nI22RnIR0nIB0精選精選ppt 例三例三 載流螺繞環(huán)的磁場分布（載流螺繞環(huán)的磁場分布（ ）I.N.R.R 21內(nèi)IrBlBL0 2dr1r1RoB2R 1RLINL2Rrror對稱性分析：對稱性分析：環(huán)上各點環(huán)上各點 方向：方向： 切向切向B同心圓環(huán)同心圓環(huán)大小相等的點的集合：大小相等的點的集合：B以中心以中心 , ,半徑半徑 的圓環(huán)為安培環(huán)路的圓環(huán)為安培環(huán)路or+ +0外B: , 21RrRr0內(nèi)I:21RrRrNIB20內(nèi)NII內(nèi)精選精選pptrRRrhS)d(dd12練習(xí)：練習(xí)：若螺繞環(huán)截面為正方形，求

42、通過螺繞環(huán)截面的若螺繞環(huán)截面為正方形，求通過螺繞環(huán)截面的磁通量。磁通量。rRRrNISBm)d(2 dd120內(nèi)21d)(2 d120RRmmrrRRNI12120ln)(2 RRRRNIIISd12RRh1R2R解：解：精選精選ppt練習(xí)：練習(xí)： P. 253 9-11無限大導(dǎo)體平板無限大導(dǎo)體平板, ,電流沿電流沿y方向，線方向，線密度密度j( (x方向、單位長上的電流方向、單位長上的電流) )。B求：求： 分布分布解一解一. . 用疊加原理用疊加原理xjIdd rIB2dd0由對稱性：由對稱性：0dzzBBzzxojIdBddIdBrrxBBd220d2zxxzjzxzzjarctg120

43、20jrzrxjB2d cosd020j20jxBo精選精選ppt解二解二. . 用安培環(huán)路定理用安培環(huán)路定理思考：思考：如果載流平面不是無限寬，能否用疊加原理求解？如果載流平面不是無限寬，能否用疊加原理求解？ 能否用安培環(huán)路定理求解？能否用安培環(huán)路定理求解？jllBlBL0 2d20jB得：得：由：由：zxjL選如圖安培環(huán)路選如圖安培環(huán)路在對稱性分析的基礎(chǔ)上在對稱性分析的基礎(chǔ)上精選精選ppt例五：例五：P.254 9-12半徑半徑 的長圓柱形導(dǎo)體內(nèi)與軸線平行地挖去一個的長圓柱形導(dǎo)體內(nèi)與軸線平行地挖去一個半徑為半徑為 的圓柱形空腔：的圓柱形空腔： ，電流，電流 在截面在截面內(nèi)均勻分布，方向平行

44、于軸線，求：內(nèi)均勻分布，方向平行于軸線，求：doorRIB1. 圓柱軸線上磁感應(yīng)強度圓柱軸線上磁感應(yīng)強度2. 空心部分中任一點的磁感應(yīng)強度空心部分中任一點的磁感應(yīng)強度OBRrooPdI解：解：用補償法用補償法 . .即在空心部分中補上與實體即在空心部分中補上與實體具有相同的電流密度的電流具有相同的電流密度的電流 和和這等價于原來的空心部分。這等價于原來的空心部分。 部分電流與原柱體部分的部分電流與原柱體部分的電流電流 構(gòu)成實心圓柱電流構(gòu)成實心圓柱電流 ，方向：方向： 1II精選精選pptRrooPdI原電流分布等效于：原電流分布等效于：實心圓柱電流實心圓柱電流空腔部分反向電流空腔部分反向電流1

45、I2I原磁場為：原磁場為：21BBB1B2B電流密度電流密度22rRIj21RjI22rjI電流電流dIBO22021) 由安培環(huán)路定理：由安培環(huán)路定理：01OB)(2222021rRdIrBBBooo精選精選ppt2) 對空腔內(nèi)任一點對空腔內(nèi)任一點P設(shè)設(shè), 1rOP 2rPORrooPdI1r1B2r2Bx2L1Ioo2I1LydP由安培環(huán)路定理：由安培環(huán)路定理：21011 2d1rjrBlBL2101jrB得：得：2202jrB同理可得：同理可得：精選精選ppt1r1B2r2Bx2L1Ioo2I1LydP111012rrkjrB222022rrkjrB21BBB102rkj2202rkjr

46、)(2210rrkjdkj20d空腔內(nèi)為垂直于空腔內(nèi)為垂直于 的均勻磁場：的均勻磁場：)(2220rRIdBB精選精選ppt小結(jié)：小結(jié)：形成均勻磁場的方法形成均勻磁場的方法長直載流螺線管長直載流螺線管亥姆霍茲圈亥姆霍茲圈圓柱載流導(dǎo)體內(nèi)平行于軸線的空腔圓柱載流導(dǎo)體內(nèi)平行于軸線的空腔無限大載流平面上、下無限大載流平面上、下精選精選ppt小結(jié)：小結(jié)： 1.熟悉典型問題結(jié)果熟悉典型問題結(jié)果運動點電荷，無限長直電流，圓電流軸線上，運動點電荷，無限長直電流，圓電流軸線上，長直載流螺線管，螺繞環(huán)長直載流螺線管，螺繞環(huán) .2.總結(jié)出用安培環(huán)路定理求解磁場分布的思路總結(jié)出用安培環(huán)路定理求解磁場分布的思路 由由

47、求求 。內(nèi)IlBL0 dB 對稱性分析對稱性分析 選環(huán)路選環(huán)路L并規(guī)定繞向并規(guī)定繞向精選精選ppt精選精選ppt一一. . 洛侖茲力洛侖茲力BvqEqF廣義洛侖茲力廣義洛侖茲力: :電場力電場力磁場力（洛侖茲力）磁場力（洛侖茲力）1. .磁場對運動電荷的作用磁場對運動電荷的作用BvqF大小：大?。簊inqvBF 方向：方向：垂直于（垂直于（ ）平面）平面Bv , :q:qBv ) (-Bv方向方向方向方向FBvqvBFq特點：特點：不改變不改變 大小，只改變大小，只改變 方向。方向。 不對不對 做功。做功。vqv精選精選ppt練習(xí)：練習(xí)：求求 相互作用洛侖茲力的大小和方向。相互作用洛侖茲力的大

48、小和方向。21 q.q2q1q11vr2v212F1B2111014sinrvqB90sin12212BvqF21212104sinrvvqq304rrvqBBvqF2B21F2222024sinrvqB90sin21121BvqF22212104sinrvvqq2112FF1q2q磁場磁場精選精選ppt2. 帶電粒子在電磁場中的運動帶電粒子在電磁場中的運動EqF勻速勻速直線直線運動運動0F勻強電場勻強電場勻強磁場勻強磁場E/v0Ev 0與與 夾夾 角角Ev 0與與 夾夾 角角Bv 0B/v0Bv 0BqvF0勻速率圓周運動勻速率圓周運動qBmvR0qBmT2sin0BqvF 等螺距螺旋線運動

49、等螺距螺旋線運動qBmvqBmvRsin0cos20/vqBmTvh勻變速勻變速直線運動直線運動類平拋類平拋類斜拋類斜拋F0v0vF精選精選pptpqmFA1s2seFxB0s0Ba）質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀質(zhì)譜分析：質(zhì)譜分析：022qBmvRxEBxqBm20譜線位置：同位素質(zhì)量譜線位置：同位素質(zhì)量譜線黑度：相對含量譜線黑度：相對含量應(yīng)用：應(yīng)用：濾速器濾速器qvBqE BEv精選精選pptb ) 磁聚焦磁聚焦軸對稱磁場（短線圈）軸對稱磁場（短線圈） 磁透鏡（電子顯微鏡）磁透鏡（電子顯微鏡）hBBvvvvcos/h近似相等近似相等均勻磁場，均勻磁場， 且且 很小：很?。簈BmvTvh2/c ) 磁約束磁約

50、束RvBmF軸f向f應(yīng)用于受控?zé)岷司圩儜?yīng)用于受控?zé)岷司圩儯ù偶s束、慣性約束）（磁約束、慣性約束）精選精選pptvFBRo R,B橫向：橫向：在強磁場中可以將離子約束在小范圍。在強磁場中可以將離子約束在小范圍。脫離器壁。脫離器壁。qBmvR0RvBmF軸f向f0,hhB縱向：非均勻磁場?？v向：非均勻磁場。 反射反射 磁鏡磁鏡磁瓶：離子在兩磁鏡間振蕩。磁瓶：離子在兩磁鏡間振蕩。III精選精選ppt例題：例題： P.254 9-16yzxo0vq ,mQdmFPveFnBAP已知：已知：iEE kBB,q.m ivv00mq在在 點恰不與板相碰點恰不與板相碰PP求：求： 點軌道曲率半徑點軌道曲率半徑

51、Pr解：解：定性分析定性分析 在電磁場中的運動：在電磁場中的運動：q由對稱性原理：由對稱性原理：軌道為平面曲線。軌道為平面曲線。恰不與板相碰：恰不與板相碰： 板。板。/vP在任意位置在任意位置 受力如圖受力如圖Qq精選精選pptq在位置在位置 受力如圖受力如圖PP點法向方程點法向方程: :PPPrvmqEBqv2(1)2022121mvmvqEdP過程能量方程過程能量方程: :(2)2()2(2020EvEdmqBqEdmqvmrP由由 得：得：(1) (2)2(22020EvEdBEdvyzxo0vq ,mQdmFeFmFPveFnBAP精選精選ppt3. 霍耳效應(yīng)霍耳效應(yīng)(2) 用電子論解

52、釋用電子論解釋載流子載流子q = -e，漂移速率，漂移速率BveBvqFmU方向向上，形成方向向上，形成vBveFmFq Ilv(1) 現(xiàn)象：現(xiàn)象：導(dǎo)體中通電流導(dǎo)體中通電流I，磁，磁場場 垂直于垂直于I，在既垂直于，在既垂直于I，又垂直于又垂直于 方向出現(xiàn)電勢差方向出現(xiàn)電勢差 U。BB精選精選pptlUqqEFeqnldIvqvnldqvnSI,BlvUdBIkdBIqnqnldIBl 1 霍耳系數(shù)：霍耳系數(shù)：qnk1 （金屬導(dǎo)體（金屬導(dǎo)體 ）01 enkBveFmFq Il平衡條件：平衡條件：emFFlUqqvBBlvU 精選精選pptvq IB(3) 應(yīng)用：應(yīng)用： 測載流子密度測載流子密度

53、dqUBIn 測載流子電性測載流子電性 半導(dǎo)體類型半導(dǎo)體類型B 測磁場測磁場 （霍耳元件）（霍耳元件） 磁流體發(fā)電磁流體發(fā)電 量子霍耳效應(yīng)量子霍耳效應(yīng)vq IB型 P型 n精選精選ppt量子霍耳效應(yīng)簡介量子霍耳效應(yīng)簡介金屬金屬 氧化物氧化物 半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管中霍耳電阻不隨半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管中霍耳電阻不隨 穩(wěn)定增大，而是出現(xiàn)一系列平臺。穩(wěn)定增大，而是出現(xiàn)一系列平臺。 1980年年 T 18 ,K 51B.TBHRBodkBIURH霍耳電阻：霍耳電阻：霍耳電阻率：霍耳電阻率：), 3 , 2 , 1(2iiehH19851985年，德國的年，德國的 馮馮 克里芩獲諾貝爾物理獎克里芩獲諾貝爾物理獎

54、精選精選ppt1982年年 美國貝爾實驗室發(fā)現(xiàn)分?jǐn)?shù)量子霍耳效應(yīng)美國貝爾實驗室發(fā)現(xiàn)分?jǐn)?shù)量子霍耳效應(yīng). .T 20 ,K 50B.T72 54 32 71 51 31,i 19871987年年 分母為偶數(shù)分母為偶數(shù) 的量子霍耳效應(yīng)的量子霍耳效應(yīng) 25i用量子理論才能加以解釋。用量子理論才能加以解釋。19981998年年 勞克林、施特默、崔琦因發(fā)現(xiàn)電子的勞克林、施特默、崔琦因發(fā)現(xiàn)電子的分?jǐn)?shù)量子霍耳效應(yīng)獲諾貝爾物理獎分?jǐn)?shù)量子霍耳效應(yīng)獲諾貝爾物理獎精選精選ppt二二. . 安培定律安培定律安培力：安培力： 1. 電流元受磁場力作用的規(guī)律電流元受磁場力作用的規(guī)律FdlIdIBBlIF dd 2. 載流導(dǎo)線

55、所受磁場力載流導(dǎo)線所受磁場力BlIFFLLdd 3. 載流線圈所受磁力矩載流線圈所受磁力矩設(shè)均勻磁場，矩形線圈設(shè)均勻磁場，矩形線圈（ ）I.l .l .B 21nBI1l2l 2dcba精選精選ppt 0Fsinsin2112lBIllFMsinsinmBPBISBPMm2222 2sinBIlBIlFF)(cd)(ba2FF2Bncos )2(sin1111BIlBIlFFnBI1l1F1F2l2dcba精選精選pptI對于任意形狀平面載流線圈對于任意形狀平面載流線圈 許多許多小矩形線圈的組合小矩形線圈的組合 . .所以平面載流線圈在均勻磁場中所以平面載流線圈在均勻磁場中 0F不平動不平動B

56、PMm轉(zhuǎn)動到轉(zhuǎn)動到 與與 同向：穩(wěn)定平衡同向：穩(wěn)定平衡若若 與與 反向：不穩(wěn)定平衡。反向：不穩(wěn)定平衡。mPBmPB非均勻磁場中：非均勻磁場中： 0F 0M不但轉(zhuǎn)動，還要平動，不但轉(zhuǎn)動，還要平動，移向移向 較強的區(qū)域。較強的區(qū)域。B精選精選pptablIdIB例題：例題： 均勻磁場中彎曲導(dǎo)線所受磁場力均勻磁場中彎曲導(dǎo)線所受磁場力其所受安培力其所受安培力BlIF dd在導(dǎo)線上取電流元在導(dǎo)線上取電流元lIdBlIBlIFF)d(ddLLldBLIF sin BILF 方向方向均勻磁場中，彎曲載流導(dǎo)線所受磁場力與從起點到均勻磁場中，彎曲載流導(dǎo)線所受磁場力與從起點到終點間載有同樣電流的直導(dǎo)線所受的磁場力

57、相同。終點間載有同樣電流的直導(dǎo)線所受的磁場力相同。精選精選pptRBIF2 方向向右方向向右0F2I受力受力0F練習(xí)：練習(xí)：BIIoRbaBI1I2I1.1.求電流在磁場中所受的力求電流在磁場中所受的力精選精選ppt2. 求求 受受 磁場作用力磁場作用力1I2IR2Iy B BB B 1Ixosin210RIB 方向如圖方向如圖dlId2dd22RIlI取取FddFsin2dd210IIF 由對稱性由對稱性0dyyFF精選精選pptdRlId2FddF2Iy B BB B 1IxosinddFFFFxx21020210d2IIIIx沿沿 方向。方向。b2Il1IaoL 3. 求求 段直電流受段

58、直電流受 磁場作用力（磁場作用力（ ）ab1I,21LaII請自己完成！請自己完成！aLaIIFlnsin2210一面斜向上運動，一面繞一面斜向上運動，一面繞 轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動abb精選精選ppt例題例題 ：P.256 9-211B2Bxzj已知：已知：求：載流平面上單位面積所受求：載流平面上單位面積所受 磁場力磁場力21,BB解：解： 圖中圖中 分布如何形成的？分布如何形成的？Bj上B下B+0B精選精選ppt由安培環(huán)路定理：由安培環(huán)路定理：20jB下上BBj上B下B+0B2120BBBBBB01012BBjBBB02212BBB20jB精選精選pptj0Bzx無限大載流平面上任一電流元受載流平面上其

59、它電流磁無限大載流平面上任一電流元受載流平面上其它電流磁場力的合力為零。只計算其所受均勻場場力的合力為零。只計算其所受均勻場 的作用。的作用。0BSjyxjlIdddd電流元電流元SjBlIBFddd00單位面積受力：單位面積受力：jBSF0dd212BB 012BB 021222BB z方向方向精選精選ppt例題：例題： P.256 9-23已知：已知： （ 為常數(shù)）為常數(shù)）krk. . . BR求：求：MBR解：解：在帶電圓盤上取半徑在帶電圓盤上取半徑 ，寬，寬 的圓環(huán)的圓環(huán)rrdBrrdo2ddrIPmrrqd2dqId2d精選精選ppt50451 ddRkrrkPPRmm551RkPm

60、BrrdoMBPMm大小大小 ：BRkM551方向向上方向向上精選精選ppt三三. . 磁力的功磁力的功mIBSIBISMAd)cosd( dsinddISFBLaamISBIaaBIlaaFA mIAAd（ 為恒量）為恒量）IBImFmFmPsinsinBISBPMm使使精選精選ppt磁力的功磁力的功 = = 電流強度電流強度 穿過回路磁通量增量穿過回路磁通量增量 = = 電流強度電流強度 載流導(dǎo)線切割磁力線條數(shù)。載流導(dǎo)線切割磁力線條數(shù)。推廣：推廣：0) 1A242135cos)2IBaIBSA練習(xí)：練習(xí)： P.256 9-26 BAICDa45精選精選pptH0oB451r精選精選ppt上