大學(xué)物理下教學(xué)課件-穩(wěn)恒磁場(chǎng)02ppt課件

1、哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院六六 穩(wěn)恒磁場(chǎng)穩(wěn)恒磁場(chǎng)rIB20以長(zhǎng)直載流導(dǎo)線為例：以長(zhǎng)直載流導(dǎo)線為例：安培環(huán)路定理安培環(huán)路定理rldBL與與I成右手螺旋成右手螺旋LIdcosddlBlBd2d200IrrIdcosdrl在垂直于導(dǎo)線的平面內(nèi)，任意作包圍在垂直于導(dǎo)線的平面內(nèi)，任意作包圍電流的閉合曲線，繞行方向如圖：電流的閉合曲線，繞行方向如圖：哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院六六 穩(wěn)恒磁場(chǎng)穩(wěn)恒磁場(chǎng)如果改變繞行方向積分，如果改變繞行方向積分，IlBL0d)cos(ddlBlBd20IcosdlBIlBL0d)(0I如果閉合曲線不在垂直于直導(dǎo)線的平面內(nèi)：如果閉合曲線不在垂直于直導(dǎo)線

2、的平面內(nèi)：，下同0ddd)dd(d/lBlBlBllBlBlBd總之，d20I哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院六六 穩(wěn)恒磁場(chǎng)穩(wěn)恒磁場(chǎng))dd(2210LLI21ddLLlBlBLlBd如果閉合曲線沒(méi)有包圍電流：如果閉合曲線沒(méi)有包圍電流：I1L2L0哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院六六 穩(wěn)恒磁場(chǎng)穩(wěn)恒磁場(chǎng) 多根載流導(dǎo)線：多根載流導(dǎo)線：321BBBB對(duì)任意幾何形狀的通電對(duì)任意幾何形狀的通電導(dǎo)線的磁場(chǎng)都適用。導(dǎo)線的磁場(chǎng)都適用。)(d320IIlBl1I2I3Il如果積分繞行方向與電流流向滿足右手螺旋關(guān)系，如果積分繞行方向與電流流向滿足右手螺旋關(guān)系，則電流為正，相反的電流為負(fù)。則電流為正，

3、相反的電流為負(fù)。哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院六六 穩(wěn)恒磁場(chǎng)穩(wěn)恒磁場(chǎng)在磁場(chǎng)中，沿任何閉合曲線在磁場(chǎng)中，沿任何閉合曲線B矢量的線積分矢量的線積分B矢量矢量的環(huán)流），等于真空的磁導(dǎo)率乘以穿過(guò)以這閉合曲的環(huán)流），等于真空的磁導(dǎo)率乘以穿過(guò)以這閉合曲線為邊界所張任意曲面的各恒定電流的代數(shù)和。線為邊界所張任意曲面的各恒定電流的代數(shù)和。IlBL0d磁場(chǎng)不是保守力場(chǎng)，不是有勢(shì)場(chǎng)。磁場(chǎng)不是保守力場(chǎng)，不是有勢(shì)場(chǎng)。）（210II 3I2I1IL1I1I)(d21110IIIIlBL哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院六六 穩(wěn)恒磁場(chǎng)穩(wěn)恒磁場(chǎng)例例1 長(zhǎng)直圓柱形載流導(dǎo)線內(nèi)外的磁場(chǎng)。長(zhǎng)直圓柱形載流導(dǎo)線內(nèi)外的磁

4、場(chǎng)。解解Rr 如rIB20IrB02RIRrRBrBlB2dRr如，電流均勻分布在表面層)1 (0B02rB哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院六六 穩(wěn)恒磁場(chǎng)穩(wěn)恒磁場(chǎng)BRorBRor202RIrB2202rRIrB電流均勻分布在截面，)2(Jr20哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院六六 穩(wěn)恒磁場(chǎng)穩(wěn)恒磁場(chǎng)例例2 載流長(zhǎng)直螺線管內(nèi)的磁場(chǎng)。載流長(zhǎng)直螺線管內(nèi)的磁場(chǎng)。解解 根據(jù)電流分布的對(duì)稱(chēng)性，管內(nèi)磁感應(yīng)線與軸線根據(jù)電流分布的對(duì)稱(chēng)性，管內(nèi)磁感應(yīng)線與軸線平行，且同一線上各點(diǎn)的平行，且同一線上各點(diǎn)的B相同。相同。 在管的外側(cè)，磁場(chǎng)很弱，忽略不計(jì)。在管的外側(cè)，磁場(chǎng)很弱，忽略不計(jì)。哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院

5、哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院六六 穩(wěn)恒磁場(chǎng)穩(wěn)恒磁場(chǎng)DACDBCABLlBlBlBlBlBdddddABB nIB0+ABDC管內(nèi)中間部分是均勻磁場(chǎng)。管內(nèi)中間部分是均勻磁場(chǎng)。ABlBd)(0nIAB lNI0哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院六六 穩(wěn)恒磁場(chǎng)穩(wěn)恒磁場(chǎng)rBlBlBLL2dd管內(nèi)各點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱相同。管內(nèi)各點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱相同。例例3 載流螺繞環(huán)內(nèi)的磁場(chǎng)。載流螺繞環(huán)內(nèi)的磁場(chǎng)。rNIB20解解 環(huán)外磁場(chǎng)接近于零。環(huán)外磁場(chǎng)接近于零。由對(duì)稱(chēng)性，環(huán)內(nèi)磁感應(yīng)線是同心圓，由對(duì)稱(chēng)性，環(huán)內(nèi)磁感應(yīng)線是同心圓，且同一線上各點(diǎn)的且同一線上各點(diǎn)的B量值相等。量值相等。)(0NInIB0當(dāng)孔徑當(dāng)孔徑d比平均半徑比平均半徑r

6、小得多，小得多，哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院六六 穩(wěn)恒磁場(chǎng)穩(wěn)恒磁場(chǎng)練習(xí)練習(xí)1 截面為矩形的螺繞環(huán)，共截面為矩形的螺繞環(huán)，共N匝，通有電流匝，通有電流I。 求：管內(nèi)磁通量。求：管內(nèi)磁通量。解解: :rNIBNIrBlB2)(2d00rhrNISBd2dd0b ba ah hr rdrdrbaSrhrNId2d0abNIhln20哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院六六 穩(wěn)恒磁場(chǎng)穩(wěn)恒磁場(chǎng)練習(xí)練習(xí)2 一對(duì)無(wú)限長(zhǎng)的同軸導(dǎo)體圓筒，內(nèi)外筒的半徑分一對(duì)無(wú)限長(zhǎng)的同軸導(dǎo)體圓筒，內(nèi)外筒的半徑分別為別為R1和和R2，電流由內(nèi)筒流去，外筒流回。，電流由內(nèi)筒流去，外筒流回。求：磁場(chǎng)的空間分布，以及通過(guò)陰

7、影面積的磁通量。求：磁場(chǎng)的空間分布，以及通過(guò)陰影面積的磁通量。IIL哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院六六 穩(wěn)恒磁場(chǎng)穩(wěn)恒磁場(chǎng) 解：解：rBlB2d120ln2RRIL)(222100RrRrIBIrB),(00221RrRrBrBrLrISBd2dd021d2d0RRSrLrI哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院六六 穩(wěn)恒磁場(chǎng)穩(wěn)恒磁場(chǎng)練習(xí)練習(xí)3 一無(wú)限長(zhǎng)圓柱形導(dǎo)體，橫截面半徑為一無(wú)限長(zhǎng)圓柱形導(dǎo)體，橫截面半徑為R，導(dǎo)體內(nèi)，導(dǎo)體內(nèi)有一半徑為有一半徑為a的圓柱形孔，它的軸平行于導(dǎo)體軸且與它的圓柱形孔，它的軸平行于導(dǎo)體軸且與它相距相距b，導(dǎo)體中載有均勻分布的電流，導(dǎo)體中載有均勻分布的電流I，求孔內(nèi)任意一，求孔內(nèi)任意一點(diǎn)點(diǎn)P的磁感應(yīng)強(qiáng)度的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。 PO1O2哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院六六 穩(wěn)恒磁場(chǎng)穩(wěn)恒磁場(chǎng))(22a