高二物理競賽平行電流間的相互作用力 課件

1、

平行電流間的相互作用力同向電流相互吸引反向電流相互排斥問：若兩直導線電流方向相反二者之間的作用力如何？

國際單位制中電流單位安培的定義在真空中兩平行長直導線相距1m，通有大小相等、方向相同的電流，當兩導線每單位長度上的吸引力為時，規(guī)定這時的電流為1A

（安培）?？傻茫豪?-6-1++++++++++++++++++++++++++v1v212Fig.兩條平行的運動帶電直導線的相互作用解：導線因為運動而形成電流：Fm12Fm21Fe12Fe21兩根帶電直導線單位長度分別受到的磁力為：兩個力相互吸引兩個導線還有電力相互作用。1導線上的電荷在2導線處的電場為：2導線單位長度所受的電力為：兩個力相互排斥每根導線單位長度受的力為：>0合力的方向是相互排斥的由于

v1<<c，v2<<c，磁力與電力的比值：Fm<<Fe討論既然磁力比電力小得多（），那為什么在實驗中總是能觀察到磁力的作用，卻反而發(fā)現(xiàn)不了電力？本章總結1.會用磁場疊加原理對磁場的分布特征進行分析，然后應用畢奧-薩伐爾定律計算簡單形狀下電流的磁場。2.掌握磁場的高斯定理和安培環(huán)路定理，會利用安培環(huán)路定理求解具有對稱性電流的磁場分布。必須掌握的內容本章主要研究磁場的計算方法。本章主要公式1.

畢奧-薩伐爾定律定量地說明了電流元與它所激發(fā)的磁場之間的關系，即：再結合磁場疊加原理，可以計算出載流導線在空間的磁感強度的分布。畢奧-薩伐爾定律的微觀表示是運動電荷產生的磁場公式，即

2.

磁場的高斯定理說明磁場是"無源"場，即磁感線是無頭無尾的閉合線。3.磁場的安培環(huán)路定理說明磁場是非保守力場。利用安培環(huán)路定理可以計算出具有對稱分布電流的磁場。4*.與變化電場相聯(lián)系的磁場位移電流：位移電流密度：全電流：I=Ic+Id

總是連續(xù)的。5*.

普遍的安培環(huán)路定理6.幾種典型的磁場分布有限長直電流的磁場：無限長直電流的磁場：有限長載流直螺線管內的磁場：無限長載流直螺線管內的磁場：無限長圓柱體或圓筒(r>R)無限大平面電流的磁場：圓電流在其中心處的磁場：練習1.電阻均勻分布的正三角形金屬線框OabcII12若導線1、2和三角形線框在框中心O點產生的磁感應強度分別為B1，B2和B3，則O點的磁感應強度的大小為：(1)B=0，因為B1=B2=B3=0(2)B=0，因為B1=0，B2=0，但B1+B2=0，B3=0(3)B=0，因為B3=0，B1=0，但B2=0(4)B=0，因為B1+B2=0，但B3=02.將通有電流I

的導線彎成下圖所示的形狀，則O點的磁感應強度B的大小為

，方向為

。abIO方向：垂直于板面向內3.將半徑為R

的無限長導體管壁（厚度忽略）沿軸向割去一定寬度h(h<<R)的無限長狹縫后，再沿軸向均勻的流有電流，其面密度為i，則管軸線上磁感應強度的大小為

。hiOO’R補償法：總磁場應為一完整圓筒形電流在軸線處產生的磁場與一無限長窄條形的反電流產生的磁場的疊加。-i對于完整的導體圓筒，其軸線上的磁感應強度B1=0，所以：B=B1+B2=B2無限長直導線的磁場分布公式4.在空間有三根同樣的直導線，相互間距離相等，各通以同強度同方向的電流，設除了磁相互作用外，其它影響忽略，則三條導線將

運動。123???dB13B3B130°θ向三角形中心ROxyz?Px5.求半圓形電流I

在半圓的軸線上離圓心距離x

處的B。分析：采用矢量計算的方法。φdlrθdB解：如圖所示，由畢奧－薩伐爾定律，Idl

在P點的磁場為：整個半圓電流在P點產生的磁場為：6.一個塑料圓盤，半徑為R，表面均勻分布電量q。試證明：當它繞通過盤心而垂直于盤面的軸以角速度ω

轉動時，盤心處的磁感應強度為解：如圖所示，圓盤旋轉一周，則通過半徑為r，寬度為dr

的圓環(huán)上某一截面的總電量為：dq=σ·2πrdrr