大學(xué)物理穩(wěn)恒磁場(chǎng)課件

1、6.1 6.1 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度6.2 6.2 磁場(chǎng)中的高斯定理磁場(chǎng)中的高斯定理6.3 6.3 畢奧畢奧- -薩伐爾定律及其應(yīng)用薩伐爾定律及其應(yīng)用6.4 6.4 磁場(chǎng)的安培環(huán)路定理磁場(chǎng)的安培環(huán)路定理6.5 6.5 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷和載流導(dǎo)線(xiàn)的作用磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷和載流導(dǎo)線(xiàn)的作用6.6 6.6 磁力的功磁力的功6.7 6.7 磁介質(zhì)磁介質(zhì)靜電荷靜電荷運(yùn)動(dòng)電荷運(yùn)動(dòng)電荷穩(wěn)恒電流穩(wěn)恒電流靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)穩(wěn)恒磁場(chǎng)穩(wěn)恒磁場(chǎng)電場(chǎng)電場(chǎng) 磁場(chǎng)磁場(chǎng) 學(xué)習(xí)方法：學(xué)習(xí)方法： 類(lèi)比法類(lèi)比法一、基本磁現(xiàn)象一、基本磁現(xiàn)象 SNSNISN同極相斥同極相斥異極相吸異極相吸電流的磁效應(yīng)電流的磁效應(yīng)1820年年奧斯特奧斯特天然磁石天然

2、磁石6-1 磁場(chǎng)磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度 電子束電子束NS+FF I 磁現(xiàn)象：磁現(xiàn)象：1、天然磁體周?chē)写艌?chǎng)；、天然磁體周?chē)写艌?chǎng)；2、通電導(dǎo)線(xiàn)周?chē)写艌?chǎng)；、通電導(dǎo)線(xiàn)周?chē)写艌?chǎng)；3、電子束周?chē)写艌?chǎng)。、電子束周?chē)写艌?chǎng)。表現(xiàn)為：表現(xiàn)為：使小磁針偏轉(zhuǎn)使小磁針偏轉(zhuǎn)表現(xiàn)為：表現(xiàn)為：相互吸引相互吸引排斥排斥偏轉(zhuǎn)等偏轉(zhuǎn)等4、通電線(xiàn)能使小磁針偏轉(zhuǎn)；、通電線(xiàn)能使小磁針偏轉(zhuǎn)；5、磁體的磁場(chǎng)能給通電線(xiàn)以力的作用；、磁體的磁場(chǎng)能給通電線(xiàn)以力的作用；6、通電導(dǎo)線(xiàn)之間有力的作用；、通電導(dǎo)線(xiàn)之間有力的作用；7、磁體的磁場(chǎng)能給通電線(xiàn)圈以力矩作用；、磁體的磁場(chǎng)能給通電線(xiàn)圈以力矩作用；8、通電線(xiàn)圈之間有力的作用；、通電線(xiàn)圈

3、之間有力的作用；9、天然磁體能使電子束偏轉(zhuǎn)。、天然磁體能使電子束偏轉(zhuǎn)。安培指出：安培指出：nINS天然磁性的產(chǎn)生也是由于磁體內(nèi)部有電流流動(dòng)。天然磁性的產(chǎn)生也是由于磁體內(nèi)部有電流流動(dòng)。分子電流分子電流電荷的運(yùn)動(dòng)是一切磁現(xiàn)象的根源。電荷的運(yùn)動(dòng)是一切磁現(xiàn)象的根源。運(yùn)動(dòng)電荷運(yùn)動(dòng)電荷磁場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有磁力作用對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有磁力作用磁磁 場(chǎng)場(chǎng)二、電流二、電流 電流密度電流密度dtdqI 傳導(dǎo)電流傳導(dǎo)電流: 電荷的定向運(yùn)動(dòng)形成電流。電荷的定向運(yùn)動(dòng)形成電流。方向：規(guī)定為正電荷運(yùn)動(dòng)方向。方向：規(guī)定為正電荷運(yùn)動(dòng)方向。大小：大?。?jiǎn)挝唬▎挝唬⊿I）：安培（）：安培（A）電流強(qiáng)度電流強(qiáng)度 單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某截面的電量。

4、單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某截面的電量。運(yùn)流電流運(yùn)流電流: 宏觀帶電物體在空間作機(jī)械運(yùn)動(dòng)宏觀帶電物體在空間作機(jī)械運(yùn)動(dòng),形成的電流。形成的電流。 導(dǎo)體中某點(diǎn)的電流密度，數(shù)值上等于通過(guò)該點(diǎn)導(dǎo)體中某點(diǎn)的電流密度，數(shù)值上等于通過(guò)該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的單位截面積的電流強(qiáng)度。場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的單位截面積的電流強(qiáng)度。方向：該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向。方向：該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向。 當(dāng)通過(guò)任一截面的電量不均勻時(shí)，用電流強(qiáng)度當(dāng)通過(guò)任一截面的電量不均勻時(shí)，用電流強(qiáng)度來(lái)描述就不夠用了，有必要引入一個(gè)描述空間不同來(lái)描述就不夠用了，有必要引入一個(gè)描述空間不同點(diǎn)電流的大小的物理量。點(diǎn)電流的大小的物理量。電流密度電流密度ndSdIj dSdISdjdScosjj

5、dSdI 電流密度和電流強(qiáng)度的關(guān)系電流密度和電流強(qiáng)度的關(guān)系 SSdjI 穿過(guò)某截面的電流強(qiáng)度等于電流密度矢量穿穿過(guò)某截面的電流強(qiáng)度等于電流密度矢量穿過(guò)該截面的通量。過(guò)該截面的通量。電流強(qiáng)度是電流密度的通量。電流強(qiáng)度是電流密度的通量。ndSdIj dSdIdSBvqFBmax0 方向方向: : 小磁針在該點(diǎn)的小磁針在該點(diǎn)的N N 極指向極指向單位單位: : T T( (特斯拉特斯拉) )GT4101 ( (高斯高斯) )大小大小: :磁力磁力+vmF三、三、 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B一一、 磁力線(xiàn)磁力線(xiàn)( (磁感應(yīng)線(xiàn)或磁感應(yīng)線(xiàn)或 B線(xiàn)線(xiàn)) )方向：切線(xiàn)方向：切線(xiàn)大小：大?。?dSdBmaaBbbB

6、ccB6.2 6.2 通量通量 磁場(chǎng)中的高斯定理磁場(chǎng)中的高斯定理I直線(xiàn)電流直線(xiàn)電流圓電流圓電流I通電螺線(xiàn)管通電螺線(xiàn)管II1 1、每一條磁力線(xiàn)都是環(huán)繞電流的閉合曲線(xiàn)，因此、每一條磁力線(xiàn)都是環(huán)繞電流的閉合曲線(xiàn)，因此磁場(chǎng)是渦旋場(chǎng)。磁力線(xiàn)是無(wú)頭無(wú)尾的閉合回線(xiàn)。磁場(chǎng)是渦旋場(chǎng)。磁力線(xiàn)是無(wú)頭無(wú)尾的閉合回線(xiàn)。2 2、任意兩條磁力線(xiàn)在空間不相交。、任意兩條磁力線(xiàn)在空間不相交。3 3、磁力線(xiàn)的環(huán)繞方向與電流方向之間可以分、磁力線(xiàn)的環(huán)繞方向與電流方向之間可以分別用右手定則表示。別用右手定則表示。S SBSm dScosBSdBm dScosBSdBm SBn ndS S二、磁通量二、磁通量穿過(guò)磁場(chǎng)中任一曲面的磁力線(xiàn)

7、的條數(shù)穿過(guò)磁場(chǎng)中任一曲面的磁力線(xiàn)的條數(shù)BBB cosBSSBm ndS 三、磁場(chǎng)中的高斯定理三、磁場(chǎng)中的高斯定理0 SdB穿過(guò)穿過(guò)任意任意閉合曲面的磁通量為零閉合曲面的磁通量為零SB SdBm0SVB dSdivBdV磁感應(yīng)強(qiáng)度的散度磁感應(yīng)強(qiáng)度的散度磁場(chǎng)是無(wú)源場(chǎng)。磁場(chǎng)是無(wú)源場(chǎng)。BBdiv 00 BBdiv或或高斯定理的微分形式高斯定理的微分形式SBm iS)ji( 23S3 021 SS 021 )RB(S 21RBS 2. 在均勻磁場(chǎng)在均勻磁場(chǎng)jiB23 中，過(guò)中，過(guò)YOZ平面內(nèi)平面內(nèi)面積為面積為S的磁通量。的磁通量。XOYZSnBRO1S2SB1. 求均勻磁場(chǎng)中求均勻磁場(chǎng)中半球面的磁通量半

8、球面的磁通量課課堂堂練練習(xí)習(xí)6-3 畢奧畢奧-薩伐爾定律薩伐爾定律一、穩(wěn)恒電流的磁場(chǎng)一、穩(wěn)恒電流的磁場(chǎng)電流元電流元lId20sin4rIdldB 170104 TmA 304rrlIdBd 對(duì)一段載流導(dǎo)線(xiàn)對(duì)一段載流導(dǎo)線(xiàn) LrrlIdBdB304 方向判斷方向判斷： 的方向垂直于電流元的方向垂直于電流元 與與 組成的組成的平面，平面， 和和 及及 三矢量滿(mǎn)足矢量叉乘關(guān)系。三矢量滿(mǎn)足矢量叉乘關(guān)系。 右手定則右手定則 BdBdlIdlIdrr畢奧畢奧-薩伐爾定律薩伐爾定律IP.rBdlId 二、運(yùn)動(dòng)電荷的磁場(chǎng)二、運(yùn)動(dòng)電荷的磁場(chǎng) qvISdl電流電流電荷定向運(yùn)動(dòng)電荷定向運(yùn)動(dòng)電流元電流元2004rrlI

9、dBd qnvSI 2004r)r ,vsin(qvdNdBB 載流子載流子總數(shù)總數(shù)nSdldN lId其中其中電荷電荷密度密度速率速率截面積截面積運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的磁場(chǎng)304rrvqB 304rrvqB 同同向向與與若若rvBq ,0 q vBr q vBr 反反向向與與若若rvBq ,0三、載流線(xiàn)圈的三、載流線(xiàn)圈的磁矩磁矩nISpm 對(duì)于通電平面載流線(xiàn)圈對(duì)于通電平面載流線(xiàn)圈電電流流 I線(xiàn)線(xiàn)圈圈面面積積 S向向成成右右手手螺螺旋旋其其方方向向與與電電流流的的環(huán)環(huán)繞繞方方線(xiàn)線(xiàn)圈圈法法向向單單位位矢矢量量 , nnISImpISIX XOY已知：真空中已知：真空中I I、 1 1、

10、 2 2、a a建立坐標(biāo)系建立坐標(biāo)系OXYOXY任取電流元任取電流元lId20sin4rIdldB 204rsinIdldBB 大小大小方向方向0rlId 0rrBdldl aP P1 I2 統(tǒng)一積分變量統(tǒng)一積分變量 actgactgl )( dcscadl2 sinar 四、四、畢奧畢奧-薩伐爾定律的應(yīng)用薩伐爾定律的應(yīng)用1. 1. 載流直導(dǎo)線(xiàn)的磁場(chǎng)載流直導(dǎo)線(xiàn)的磁場(chǎng) 22204sinadsinIasin 204rdlsinIB 21sin40 dIa)cos(cos4210 aIB)cos(cos4210 aIXOYaP1 I2 0rrBdldl 或：或：)sin(sin4120 aIB2 1

11、 無(wú)限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線(xiàn)無(wú)限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線(xiàn) 210aIB 20 半無(wú)限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線(xiàn)半無(wú)限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線(xiàn) 212aIB 40 直導(dǎo)線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)上直導(dǎo)線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)上204rsinIdldB 0 0 dB0 B+IB)cos(cos4210 aIB? BIBaO p pR RI BdBd xBd0rXY2. 圓形電流軸線(xiàn)上的磁場(chǎng)圓形電流軸線(xiàn)上的磁場(chǎng)lId已知已知: : R、I，求軸線(xiàn)上求軸線(xiàn)上P P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。建立坐標(biāo)系建立坐標(biāo)系OXY任取電流元任取電流元lId分析對(duì)稱(chēng)性、寫(xiě)出分量式分析對(duì)稱(chēng)性、寫(xiě)出分量式204rIdldB 大小大小方向方向0rlId 0 BdB 204rsinIdldBBxx 統(tǒng)

12、一積分變量統(tǒng)一積分變量 204rsinIdldBBxx rRsin dlrIR304 RrIR 2430 2322202)xR(IR 結(jié)論結(jié)論2322202)xR(IRB 方向：方向： 右手螺旋法則右手螺旋法則大小：大?。簒 xO p pR RI BdBd xBd0rXYlId?. 1 BRx3202xIRB 232220)( 2xRIRB RIB20 載流圓環(huán)載流圓環(huán)載流圓弧載流圓弧I IB BI I ?0. 2 BxRIRIB 42200 2 圓心角圓心角 圓心角圓心角3 3、載流直螺線(xiàn)管、載流直螺線(xiàn)管內(nèi)部的磁場(chǎng)內(nèi)部的磁場(chǎng) 232220)(2lRIndlRdBB 222222222222c

13、scsinsincsccot RlRrRrlRdRdlRl)cos(cos2)sin2(120021 nIdnIB . . . . . . I B. pldlR1 2 Bd1A2ASl討論：討論：1、若、若 即無(wú)限長(zhǎng)的螺線(xiàn)管，即無(wú)限長(zhǎng)的螺線(xiàn)管， LR 0,21 則有則有nIB0 2、對(duì)長(zhǎng)直螺線(xiàn)管的端點(diǎn)（上圖中、對(duì)長(zhǎng)直螺線(xiàn)管的端點(diǎn)（上圖中A1、A2點(diǎn)點(diǎn)）0,221 則有則有A1、A2點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度nIB021 練習(xí)練習(xí)求圓心求圓心O O點(diǎn)的點(diǎn)的B如圖，如圖，RIB40 O OI IRRIB80 IO RRIRIB 2400 ORI OIR32 )(RIRIB231600 例例6-2 6

14、-2 兩平行載流直導(dǎo)線(xiàn)兩平行載流直導(dǎo)線(xiàn)cmd40 cmr202 cmrr1031 AII2021 cml25 過(guò)圖中矩形的過(guò)圖中矩形的磁通量磁通量AB求求 兩線(xiàn)中點(diǎn)兩線(xiàn)中點(diǎn)l3r1r2r1I2IdA AB解：解：I I1 1、I I2 2在在A A點(diǎn)的磁場(chǎng)點(diǎn)的磁場(chǎng)221021dIBB T5100 . 2 TBBBA521100 . 4 方向方向 l3r1r2r1I2Irdrd如圖取微元如圖取微元BldrSdBdm )(222010rdIrIB ldrrdIrIdrrrmm 211)(222010 2112012110ln2ln2rrdrdlIrrrlI wb61026.2 方向方向 B IIB

15、0APa c練習(xí)練習(xí)求角平分線(xiàn)上的求角平分線(xiàn)上的pB已知：已知：I I、c c解：解：)cos(cos4210 aIBAO)2cos(0cos40 aI)2cos1(2sin40 cI同理同理方向方向 所以所以O(shè)BAOpBBB )2cos1(2sin40 cIBOB)2cos1(2sin20 cI方向方向 例例6-3 6-3 氫原子氫原子中電子繞核作圓周運(yùn)動(dòng)中電子繞核作圓周運(yùn)動(dòng)rv求求: : 軌道中心處軌道中心處B電子的磁矩電子的磁矩mp612.2 10vmsm.r1010530 已知已知解解: :2004rrvqB 0rv 又又TrevB13420 方向方向nISpm ervI 2 2rS

16、2231093021Am.vreISpm 方向方向 例例6-4 6-4 均勻帶電圓盤(pán)均勻帶電圓盤(pán)已知：已知：q q、R R、圓盤(pán)繞軸線(xiàn)勻速旋轉(zhuǎn)。圓盤(pán)繞軸線(xiàn)勻速旋轉(zhuǎn)。 解：解：如圖取半徑為如圖取半徑為r r, ,寬為寬為drdr的環(huán)帶。的環(huán)帶。rdrdI rdrrrdIdB 2200 q q R Rr rdr求圓心處的求圓心處的B及圓盤(pán)的磁矩及圓盤(pán)的磁矩元電流元電流rdrdsdq 2 其中其中2Rq dqdqTdqdI 22 RrdrrrdIdBB00022 B q q R Rr rdrRqR 2200 線(xiàn)圈磁矩線(xiàn)圈磁矩nISpm 如圖取微元如圖取微元rdrrSdIdpm 2 4402Rrdrr

17、dppRmm 方向：方向： 一、一、 安培環(huán)路定理安培環(huán)路定理靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)0 l dEIrlBrrIdlrI 22200 1、圓形積分回路圓形積分回路Il dB0 dlrIl dB206-4 磁場(chǎng)的安培環(huán)路定理磁場(chǎng)的安培環(huán)路定理改變電流方向改變電流方向Il dB0 磁磁 場(chǎng)場(chǎng) l dB? 220I 2、任意積分回路任意積分回路 dlBl dBcos dlrI cos20 rdrI20Il dB0 . dBl dr I3、回路不環(huán)繞電流回路不環(huán)繞電流.0 l dB安培環(huán)路定理安培環(huán)路定理說(shuō)明：說(shuō)明：電流取正時(shí)與環(huán)路成右旋關(guān)系電流取正時(shí)與環(huán)路成右旋關(guān)系如圖如圖 iIldB0 )(320II 4I1

18、Il3I2I iIldB0 在真空中的穩(wěn)恒電流磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度在真空中的穩(wěn)恒電流磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度 沿任沿任意閉合曲線(xiàn)的線(xiàn)積分（也稱(chēng)意閉合曲線(xiàn)的線(xiàn)積分（也稱(chēng) 的環(huán)流），等于穿過(guò)該的環(huán)流），等于穿過(guò)該閉合曲線(xiàn)的所有電流強(qiáng)度（即穿過(guò)以閉合曲線(xiàn)為邊界閉合曲線(xiàn)的所有電流強(qiáng)度（即穿過(guò)以閉合曲線(xiàn)為邊界的任意曲面的電流強(qiáng)度）的代數(shù)和的的任意曲面的電流強(qiáng)度）的代數(shù)和的 倍。即：倍。即：BB0 )(3200IIIldBi 環(huán)路所包圍的電流環(huán)路所包圍的電流4I1Il3I2I由由環(huán)路內(nèi)外環(huán)路內(nèi)外電流產(chǎn)生電流產(chǎn)生由由環(huán)路內(nèi)環(huán)路內(nèi)電流決定電流決定)(3200IIIldBi ?位置移動(dòng)位置移動(dòng)4I1Il3I2I4I1I

19、l3I2I?不變不變不變不變改變改變0 l dE靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)穩(wěn)恒磁場(chǎng)穩(wěn)恒磁場(chǎng) iiIl dB0 0 SdB isqSdE01 磁場(chǎng)沒(méi)有保守性，它是磁場(chǎng)沒(méi)有保守性，它是非保守場(chǎng)，或無(wú)勢(shì)場(chǎng)非保守場(chǎng)，或無(wú)勢(shì)場(chǎng)電場(chǎng)有保守性，它是電場(chǎng)有保守性，它是保守場(chǎng)，或有勢(shì)場(chǎng)保守場(chǎng)，或有勢(shì)場(chǎng)電力線(xiàn)起于正電荷、電力線(xiàn)起于正電荷、止于負(fù)電荷。止于負(fù)電荷。靜電場(chǎng)是有源場(chǎng)靜電場(chǎng)是有源場(chǎng) 磁力線(xiàn)閉合、磁力線(xiàn)閉合、無(wú)自由磁荷無(wú)自由磁荷磁場(chǎng)是無(wú)源場(chǎng)磁場(chǎng)是無(wú)源場(chǎng)IR二、安培環(huán)路定理的應(yīng)用二、安培環(huán)路定理的應(yīng)用當(dāng)場(chǎng)源分布具有當(dāng)場(chǎng)源分布具有高度對(duì)稱(chēng)性高度對(duì)稱(chēng)性時(shí)，利用安培環(huán)路定理時(shí)，利用安培環(huán)路定理計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度1. 無(wú)

20、限長(zhǎng)載流圓柱導(dǎo)體的磁場(chǎng)分布無(wú)限長(zhǎng)載流圓柱導(dǎo)體的磁場(chǎng)分布分析對(duì)稱(chēng)性分析對(duì)稱(chēng)性電流分布電流分布軸對(duì)稱(chēng)軸對(duì)稱(chēng)磁場(chǎng)分布磁場(chǎng)分布軸對(duì)稱(chēng)軸對(duì)稱(chēng)已知：已知：I、R電流沿軸向，在截面上均勻分布電流沿軸向，在截面上均勻分布 iIl dB0 BdOP1dS2dS1Bd2Bd的方向判斷如下：的方向判斷如下：BrlIR 作積分環(huán)路并計(jì)算環(huán)流作積分環(huán)路并計(jì)算環(huán)流如圖如圖 BrBBdll dB 2 利用安培環(huán)路定理求利用安培環(huán)路定理求IldB0 rIB 20 Rr IrB02 0 Br220rRI 作積分環(huán)路并計(jì)算環(huán)流作積分環(huán)路并計(jì)算環(huán)流如圖如圖 BrBBdlldB 2 利用安培環(huán)路定理求利用安培環(huán)路定理求IldB 0

21、202 RIrB Rr IR0 I rB 結(jié)論結(jié)論：無(wú)限長(zhǎng)載流圓柱導(dǎo)體。已知：無(wú)限長(zhǎng)載流圓柱導(dǎo)體。已知：I、R RrrIRrRIrB 22020IBBRI 20BROr討論討論：長(zhǎng)直載流圓柱面。已知：長(zhǎng)直載流圓柱面。已知：I、RrBBdll dB 2 RrIRr00 RrrIRrB 200rRORI 20BRI練習(xí)練習(xí)：同軸的兩筒狀導(dǎo)線(xiàn)通有等值反向的電流：同軸的兩筒狀導(dǎo)線(xiàn)通有等值反向的電流I, 求求 的分布。的分布。B1RrII2R0,)1(2 BRr0,)3(1 BRrrIBRrR 2,)2(021電場(chǎng)、磁場(chǎng)中典型結(jié)論的比較電場(chǎng)、磁場(chǎng)中典型結(jié)論的比較rIB 20 rE02 202 RIrB

22、202RrE 0 E0 B外外內(nèi)內(nèi)內(nèi)內(nèi)外外rE02 rIB 20 rE02 rIB 20 長(zhǎng)直圓柱面長(zhǎng)直圓柱面電荷均勻分布電荷均勻分布電流均勻分布電流均勻分布長(zhǎng)直圓柱體長(zhǎng)直圓柱體長(zhǎng)直線(xiàn)長(zhǎng)直線(xiàn)已知：已知：I、n(單位長(zhǎng)度導(dǎo)線(xiàn)匝數(shù)單位長(zhǎng)度導(dǎo)線(xiàn)匝數(shù))分析對(duì)稱(chēng)性分析對(duì)稱(chēng)性管內(nèi)磁力線(xiàn)平行于管軸管內(nèi)磁力線(xiàn)平行于管軸管外靠近管壁處磁場(chǎng)為零管外靠近管壁處磁場(chǎng)為零 . . . . . . I B2. 長(zhǎng)直載流螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)分布長(zhǎng)直載流螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)分布abB 計(jì)算環(huán)流計(jì)算環(huán)流 baBdll dB0cos cbBdl2cos adBdl2cos dcBdl cosnabIldB0 外外內(nèi)內(nèi)00nIB 利用安培環(huán)路定理

23、求利用安培環(huán)路定理求BB. I dabc 已知：已知：I 、N、R1、R2 N導(dǎo)線(xiàn)總匝數(shù)導(dǎo)線(xiàn)總匝數(shù)分析對(duì)稱(chēng)性分析對(duì)稱(chēng)性磁力線(xiàn)分布如圖磁力線(xiàn)分布如圖作積分回路如圖作積分回路如圖方向方向右手螺旋右手螺旋rR1R2.+.I.3. 環(huán)形載流螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)分布環(huán)形載流螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)分布.BrO2R1R計(jì)算環(huán)流計(jì)算環(huán)流利用安培環(huán)路定理求利用安培環(huán)路定理求BrBBdll dB 2 NIl dB0 外外內(nèi)內(nèi)020rNIB 2121RRRR 、nIB0 12 RNn rR1R2.+. 已知：導(dǎo)線(xiàn)中電流強(qiáng)度已知：導(dǎo)線(xiàn)中電流強(qiáng)度 I 單位長(zhǎng)度導(dǎo)線(xiàn)匝數(shù)單位長(zhǎng)度導(dǎo)線(xiàn)匝數(shù)nI分析對(duì)稱(chēng)性分析對(duì)稱(chēng)性磁力線(xiàn)如圖磁力線(xiàn)如圖作積分回路

24、如圖作積分回路如圖ab、cd與導(dǎo)體板等距與導(dǎo)體板等距Bddabc.4. 無(wú)限大載流導(dǎo)體薄板的磁場(chǎng)分布無(wú)限大載流導(dǎo)體薄板的磁場(chǎng)分布 baBdll dB0cos cbBdl2cos 計(jì)算環(huán)流計(jì)算環(huán)流 adBdl2cos dccosBdl0cdBabB abB 2Iabnl dB 0 20nIB 板上下兩側(cè)為均勻磁場(chǎng)板上下兩側(cè)為均勻磁場(chǎng)利用安培環(huán)路定理求利用安培環(huán)路定理求Bdabc. 兩兩板板之之間間兩兩板板外外側(cè)側(cè)nIB00 討論討論：如圖，兩塊無(wú)限大載流導(dǎo)體薄板平行放置。：如圖，兩塊無(wú)限大載流導(dǎo)體薄板平行放置。 通有相反方向的電流。求磁場(chǎng)分布。通有相反方向的電流。求磁場(chǎng)分布。已知：導(dǎo)線(xiàn)中電流強(qiáng)度

25、已知：導(dǎo)線(xiàn)中電流強(qiáng)度 I、單位長(zhǎng)度導(dǎo)線(xiàn)匝數(shù)、單位長(zhǎng)度導(dǎo)線(xiàn)匝數(shù)n .20nIB 練習(xí)：如圖，螺繞環(huán)截面為矩形練習(xí)：如圖，螺繞環(huán)截面為矩形AI7 . 1 匝匝1000 N外半徑與內(nèi)半徑之比外半徑與內(nèi)半徑之比6.112 RR高高cmh0.5 I導(dǎo)線(xiàn)總匝數(shù)導(dǎo)線(xiàn)總匝數(shù)求：求： 1. 磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布2. 通過(guò)截面的磁通量通過(guò)截面的磁通量h2R1R解：解：1.NIrBBdll dB02 rNIB 20 1200ln22. 221RRrNIhhdrrNISdBRR Ih1R2R sinBqFm 大小大小方向方向q mFB 力與速度方向垂直力與速度方向垂直。不能改變速度大小，不能改變速度大小，只能改變速度方向。只能改變速度方向。BqFm 6-5 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷和磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷和載流導(dǎo)線(xiàn)的