恒定磁場總結(jié)

1、穩(wěn)恒磁場（一種特殊物質(zhì)）知識結(jié)構(gòu)穩(wěn)恒磁場（一種特殊物質(zhì)）知識結(jié)構(gòu)磁磁感感應(yīng)應(yīng)強(qiáng)強(qiáng)度度磁場描述磁場描述相互作用相互作用能量能量真空真空中的中的電流電流基本規(guī)律基本規(guī)律高高斯斯定定理理環(huán)環(huán)流流定定理理穩(wěn)恒磁場的性質(zhì)穩(wěn)恒磁場的性質(zhì)磁磁通通量量磁介質(zhì)磁介質(zhì)磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度磁場描述磁場描述電流元產(chǎn)生的磁場電流元產(chǎn)生的磁場直直電電流流的的磁磁場場定量描述定量描述定性描述定性描述磁通量（定量）磁通量（定量）圓圓電電流流的的磁磁場場螺螺線線管管的的磁磁場場運運動動電電荷荷的的磁磁場場磁力線磁力線面面積積元元磁磁通通量量螺螺線線管管磁磁通通量量同同軸軸電電纜纜磁磁通通量量螺螺繞繞環(huán)環(huán)磁磁通通量量磁場能量磁場

2、能量磁能量密度磁能量密度體積元內(nèi)磁場能量體積元內(nèi)磁場能量空間磁場能量空間磁場能量磁力作功磁力作功磁力作功的性質(zhì)磁力作功的性質(zhì)非保守力場非保守力場磁場基本規(guī)律磁場基本規(guī)律高斯定理高斯定理環(huán)流定理環(huán)流定理應(yīng)用（求磁感應(yīng)強(qiáng)度）應(yīng)用（求磁感應(yīng)強(qiáng)度）無限長無限長直電流直電流無限長無限長圓柱體圓柱體螺繞環(huán)螺繞環(huán)無限大無限大平面平面磁場對電流的作用磁場對電流的作用對導(dǎo)線的作用對導(dǎo)線的作用對運動電荷的作用對運動電荷的作用對線圈的作用對線圈的作用對電流元的力對電流元的力（安培定律）（安培定律）對導(dǎo)線的力對導(dǎo)線的力磁磁矩矩磁力矩磁力矩洛淪茲力洛淪茲力安培力安培力 洛淪茲力洛淪茲力 （宏觀）（宏觀） （微觀）（微觀

3、）磁場對磁介質(zhì)的作用磁場對磁介質(zhì)的作用磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度磁場強(qiáng)度磁場強(qiáng)度相互關(guān)系應(yīng)用（求磁感應(yīng)強(qiáng)度）應(yīng)用（求磁感應(yīng)強(qiáng)度）無限長無限長直電流直電流無限長無限長圓柱體圓柱體螺繞環(huán)螺繞環(huán)無限大無限大平面平面一一. 電流電流dtdqI ndSdIjSSdjI典型問題典型問題橫斷面上電流均勻分布，已知電流，求電流密度橫斷面上電流均勻分布，已知電流，求電流密度IR?jRISS S上的電流上的電流橫斷面上電流均勻分布，已知電流密度，求電流橫斷面上電流均勻分布，已知電流密度，求電流二二. .磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度 200d4drrlIB大?。捍笮。?0sind4drlIB方向：右螺旋法則方向：右螺旋法則 Bd

4、B電流元產(chǎn)電流元產(chǎn)生的磁場生的磁場電流產(chǎn)生電流產(chǎn)生的磁場的磁場畢奧薩畢奧薩伐爾定律伐爾定律利用畢奧薩伐爾定律解題的一般步驟利用畢奧薩伐爾定律解題的一般步驟 建立坐標(biāo)系建立坐標(biāo)系 選定電流元選定電流元 利用畢薩定律求利用畢薩定律求 求磁感應(yīng)強(qiáng)度分量求磁感應(yīng)強(qiáng)度分量 合成磁感應(yīng)強(qiáng)度合成磁感應(yīng)強(qiáng)度200d4drrlIB;.dBxxB2z2y2xBBBB磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向;.cos1BBx注意：利用對稱性簡化問題注意：利用對稱性簡化問題cosdBxdB典型問題典型問題 （1） 載流直導(dǎo)線的磁場載流直導(dǎo)線的磁場12)cos(cos4210aIBIalIdrP

5、l由電流元方向確定由電流元方向確定 1、 2方向方向無限長直導(dǎo)線無限長直導(dǎo)線aIB20aL12BrBaaIIa（2）載流圓線圈載流圓線圈軸線上軸線上的磁場的磁場RxOlId2/32220)(2xRIRB方向滿足方向滿足右手定則右手定則PxIB0 x圓心處圓心處 RIB20一段圓弧在圓心處產(chǎn)生的磁場一段圓弧在圓心處產(chǎn)生的磁場220RIBI已知已知角度角度已知弧長如何計算？已知弧長如何計算？I123RO典型問題典型問題 xORqPrBddqdqdI2運動電荷等效電流運動電荷等效電流 R123 O（3）螺線管軸線上的磁場）螺線管軸線上的磁場 PRBd21方向：右螺旋法則方向：右螺旋法則 1202co

6、scosnIB無限長載流螺線管無限長載流螺線管nIB0半無限長載流螺線管半無限長載流螺線管端口處端口處 20InB注意：注意：1數(shù)值的正確確定數(shù)值的正確確定 （4 4）運動電荷的磁場）運動電荷的磁場 2004rrqBv注意：宏觀、微觀量的變換注意：宏觀、微觀量的變換典型問題典型問題 Oab1234 rq注意：矢量性（大小、方向）注意：矢量性（大小、方向）nISpm三三 磁矩磁矩ISnmpN 匝線圈的磁矩匝線圈的磁矩nNISpm典型問題典型問題 方向：右方向：右螺旋法則螺旋法則求磁矩的大小和方向求磁矩的大小和方向三三. .磁通量、磁場的高斯定理磁通量、磁場的高斯定理1. 磁力線磁力線磁力線的方向

7、磁力線的方向磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向磁力線的疏密磁力線的疏密磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小磁力線為無頭無尾的閉合曲線磁力線為無頭無尾的閉合曲線磁力線與電流相互套連，服從右手螺旋定則磁力線與電流相互套連，服從右手螺旋定則磁力線不相交磁力線不相交有限曲面上的磁通量有限曲面上的磁通量SBmd磁力線穿入磁力線穿入SmSBd注意：閉合曲面的注意：閉合曲面的規(guī)定規(guī)定0m磁力線穿出磁力線穿出0m2.2.磁通量磁通量面元上的磁通量面元上的磁通量cosdBdSSBdm閉合曲面上的磁通量閉合曲面上的磁通量3.3.磁場的高斯定理磁場的高斯定理0dSmSB典型問題（求磁通量）典型問題（求磁通量）roINh1

8、R2RSrd四四. . 磁場的安培環(huán)路定理磁場的安培環(huán)路定理磁感應(yīng)強(qiáng)度環(huán)流磁感應(yīng)強(qiáng)度環(huán)流 Ll dB內(nèi)IlBL0d 電流與繞行方向成右手定則電流與繞行方向成右手定則時，時，I 0，否則，否則 I 00IL 分析對稱性（柱對稱、面對稱）分析對稱性（柱對稱、面對稱） 選定回路曲線（過待求點，子線可積分）選定回路曲線（過待求點，子線可積分） 求求磁感應(yīng)強(qiáng)度環(huán)流磁感應(yīng)強(qiáng)度環(huán)流 求曲線內(nèi)包含的電流（注意正負(fù)）求曲線內(nèi)包含的電流（注意正負(fù)） 利用安培環(huán)路定理解求磁感應(yīng)強(qiáng)度利用安培環(huán)路定理解求磁感應(yīng)強(qiáng)度利用安培環(huán)路定理解題步驟利用安培環(huán)路定理解題步驟.d111LLl dBlBRIrPLrIB20典型問題（具

9、有柱對稱）典型問題（具有柱對稱）方向：右手方向：右手定則定則RIrPLroINiBBPabcdjdx典型問題（具有面對稱）典型問題（具有面對稱）有厚度有厚度無厚度無厚度利用補(bǔ)償解題利用補(bǔ)償解題iiiBB五五. .磁場對電流的作用磁場對電流的作用大小：大?。悍较颍悍较颍簊inddlBIF 右手螺旋右手螺旋BlIFFddBlIF dd安培力安培力1. 磁場對電流元的作用力磁場對電流元的作用力 2. 磁場對磁場對載流導(dǎo)線載流導(dǎo)線的作用力的作用力載流直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場中載流直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場中 BLIF 計算計算電流元的受力（矢量）電流元的受力（矢量） 計算合力的分力計算合力的分力 分力的合成分力的合成求

10、磁力的一般步驟求磁力的一般步驟BlIF dd,.xxdFF222zyxFFFF,.cos1FFx3.3.磁場對運動帶電粒子的力磁場對運動帶電粒子的力洛倫茲力洛倫茲力Bqfm vBvqBmRv情況情況回轉(zhuǎn)半徑回轉(zhuǎn)半徑B/v情況情況0mf典型問題典型問題avaqc-ecvrYZXROxyBxyOAILBlIdFz典型問題典型問題a2I1I1B12f21f1Iaba2I1234xo1Ia2IBpMm3. 磁力矩磁力矩大小大小sinNSBIM 典型問題典型問題I IBI II IBI IBB方向方向六六. 磁場力的功磁場力的功1. 安培力對運動載流導(dǎo)線的功安培力對運動載流導(dǎo)線的功mIdAdA若電流若電流不變不變mIAmIdAd2. 磁力矩對載流線圈的功磁力矩對載流線圈的功mIdAdmIdAdA若電流若電流不變不變mIA（1）對）對 Y 軸的力矩軸的力矩YB（2 2）在該力矩作用下，線圈）在該力矩作用下，線圈 轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)過 9090 所作的功所作的功XRI典型問題典型問題七七. 磁介質(zhì)磁介質(zhì)（各向同性介質(zhì)）（各向同性介質(zhì)）含磁介質(zhì)的含磁介質(zhì)的磁高斯定理磁高斯定理0