liu穩(wěn)恒磁場2解讀課件

1、 一 掌握運動電荷磁場的計算方法. 二 理解穩(wěn)恒磁場的安培環(huán)路定理.理解用安培環(huán)路定理計算磁感強度的條件和方法.教學基本要求第1頁，共27頁。第5節(jié) 運動電荷的磁場電流的磁效應告訴我們：電流能夠激發(fā)磁場，而電流是電荷定向移動所形成的，所以電流的磁場既是運動電荷產生場的矢量迭加。由畢奧薩伐爾定律：代入畢奧薩伐爾定律得：如圖所示， 設：S、n、q、v則I=q n v S dN =nsdl，vdl= vdl dlvq第2頁，共27頁。運動電荷產生的磁場：磁場方向：與 有關，且與電荷的正負有關磁場大?。?第3頁，共27頁。解 圓電流的磁場向外 例 半徑 為 的帶電薄圓盤的電荷面密度為 , 并以角速度

2、繞通過盤心垂直于盤面的軸轉動 ，求圓盤中心的磁感強度.向內第4頁，共27頁。第4節(jié) 磁場的安培環(huán)路定理一、磁場強度 矢量H1、定義：其中：為磁介質磁導率， 0為真空中磁導率、磁場強度線（即H 線）：方向：其上任一點的切線方向。大小：該點垂直于H 的單位面積H線的根數。、磁場強度通量：單位：A/m第5頁，共27頁。二、安培環(huán)路定理o 設閉合回路 為圓形回路（ 與 成右螺旋） 載流長直導線的磁感強度為電流在回路之內第6頁，共27頁。o若回路繞向化為逆時針時，則對任意形狀的回路 與 成右螺旋第7頁，共27頁。電流在回路之外第8頁，共27頁。 多電流情況 以上結果對任意形狀的閉合電流（伸向無限遠的電流

3、）均成立. 安培環(huán)路定理第9頁，共27頁。安培環(huán)路定理 即在真空的穩(wěn)恒磁場中，磁感應強度 沿任一閉合路徑的積分的值，等于 乘以該閉合路徑所包圍的各電流的代數和. 電流 正負的規(guī)定 ： 與 成右螺旋時， 為正；反之為負.注意第10頁，共27頁。 問 1） 是否與回路 外電流有關？2）若 ，是否回路 上各處 ？ 是否回路 內無電流穿過？第11頁，共27頁。物理意義：（1）該定理表征了磁場為一“有旋場”。（3）Ii 的正負規(guī)定：當Ii 的方向與環(huán)路的繞行方向符合 右手螺旋法則時為正，反之，為負。（4）要正確理解“電流穿過閉合回路”一詞的含義。（2） 定理中，B是環(huán)路內外所有電流 激發(fā)的合磁場，而Ii

4、 指環(huán)路內的傳導電流代數的 之和。第12頁，共27頁。下面看一道例題：LPo討論：由畢奧薩伐爾定律而由安培環(huán)路定理得：哪個結果錯了呢？所謂“穿過”回路指：電流必須穿過以回路為邊界的任意曲面。顯然，第二種解法錯誤。第13頁，共27頁。二 安培環(huán)路定理的應用舉例 例1 求長直密繞螺線管內磁場 解 1 ) 對稱性分析螺旋管內為均勻場 , 方向沿軸向, 外部磁感強度趨于零 ，即 .第14頁，共27頁。 無限長載流螺線管內部磁場處處相等 , 外部磁場為零.2 ) 選回路 .+ 磁場 的方向與電流 成右螺旋.MNPO第15頁，共27頁。當 時，螺繞環(huán)內可視為均勻場 例2 求載流螺繞環(huán)內的磁場。螺繞環(huán)內半徑

5、為R1,2）選回路 .解 1） 對稱性分析；環(huán)內 線為同心圓，環(huán)外 為零. 外半徑為R2,通有電流I,共N匝第16頁，共27頁。例3 無限長載流圓柱體的磁場解 1）對稱性分析2）選取回路.Po第17頁，共27頁。 的方向與 成右螺旋第18頁，共27頁。例4 無限長載流圓柱面的磁場解第19頁，共27頁。例5如圖，一截面為長方形的環(huán)式螺線管，共N匝, 尺寸如圖，導線通有電流I。求：管內磁通量。解:（1）由磁場分布情況，取環(huán)路：與螺線管同軸的同心圓環(huán)L(2) 取面元：dS=hdr ，則bahdrr第20頁，共27頁。bahdrr第21頁，共27頁。練習1、一對同軸無限長直的導體圓筒，內外筒的半徑分別為 R1和R2 ，電流由內筒流去，外筒流回。求：（1）空間磁場分布；（2）圖中陰影部分的磁通量。IIL 解：（1）由安培環(huán)路定理得第22頁，共27頁。(2) 取面元：dS=L dr IIL第23頁，共27頁。練習2、如圖，一無限長圓柱形導體，橫截面半徑為R，在導體內有一半徑為a的圓柱形孔，它的軸平行于導體軸且與它相距b，設導體中載有均勻分布的電流I，求孔內任意一點P的磁感應強度B的表達式。 PO1O2第24頁，共27頁。解：方法一：矢量法O1O2 x yPI電流面密度：無洞時：由安培環(huán)路定理得同理：在空洞處，