叫做剩余磁感應(yīng)強度剩磁課件

第七章穩(wěn)恒磁場第七章17-1磁感應(yīng)強度磁場的高斯定理7-1磁感應(yīng)強度磁場的高斯定理2一、磁感應(yīng)強度1.磁場運動電荷運動電荷磁場電流周圍存在著一種特殊物質(zhì)--磁場.2.磁感應(yīng)強度的定義大小與無關(guān)磁感應(yīng)強度大小定義為：(1)的方向：與小磁針N極在磁場中某點的穩(wěn)定指向一致.且(2)

帶電粒子垂直的方向運動時，受磁場作用力最大.一、磁感應(yīng)強度1.磁場運動電荷運動電荷磁場電流周圍存在3二、洛倫茲力+運動電荷在磁場中所受的力稱做為洛倫茲力.洛倫茲力總與帶電粒子的運動速度垂直.因此,洛倫茲力對運動電荷不作功.洛倫茲力只改變運動電荷的速度方向,不改變速度的大小.由實驗電荷量為q的電荷以速度在磁場中運動時受到的磁場力：通常又將磁感應(yīng)強度定義為滿足洛倫茲力公式的矢量.二、洛倫茲力+運動電荷在磁場中所受的力稱做為洛倫茲4三、磁場的高斯定理1.

磁感應(yīng)線通過某一曲面的磁感應(yīng)線的數(shù)目為通過此曲面的磁通量.2.磁通量單位形象地描繪磁場中分布的空間曲線,規(guī)定:方向：線上某點的切線方向為該點磁場方向.大小：通過垂直于的單位面積的線的數(shù)目.三、磁場的高斯定理1.磁感應(yīng)線通過某一曲面的磁感應(yīng)線的數(shù)目5穿過閉合面的磁通量等于零.3.磁場中的高斯定理實驗結(jié)果表明，線為閉合曲線.由于線為閉合曲線，穿入穿出閉合面的線數(shù)目相同，正負(fù)通量抵消.

靜電場的高斯定理說明電場線始于正電荷，止于負(fù)電荷，靜電場是有源場；磁場的高斯定理說明磁感應(yīng)線無頭無尾，是閉合曲線，磁場是無源場，磁單極不存在.穿過閉合面的磁通量等于零.3.磁場中的高斯定理實驗結(jié)果表明6*四、洛倫茲關(guān)系式和應(yīng)用帶電粒子在電場和磁場中所受的力:電場力磁場力（洛倫茲力）洛倫茲關(guān)系式*四、洛倫茲關(guān)系式和應(yīng)用帶電粒子在電場和磁場中所受的力:電7應(yīng)用:磁偏轉(zhuǎn)帶電粒子以垂直于的速度飛入均勻磁場，粒子作勻速圓周運動，洛倫茲力為向心力.應(yīng)用:磁偏轉(zhuǎn)帶電粒子以垂直于的速度8應(yīng)用:磁聚焦洛倫茲力

與不垂直螺距應(yīng)用:磁聚焦洛倫茲力與不垂直螺9載流導(dǎo)體中的運動正電荷在洛倫茲力Fm的作用下，向A側(cè)偏轉(zhuǎn)，在導(dǎo)體的A側(cè)表面積累了正電荷.運動負(fù)電荷反向偏轉(zhuǎn)，將積累于A’側(cè)表面.*五、霍爾效應(yīng)IAA’+載流導(dǎo)體放入磁場中，在導(dǎo)體上下兩表面產(chǎn)生霍爾電壓的現(xiàn)象.+++

+

+-----載流導(dǎo)體中的運動正電荷在洛倫茲力Fm的作用下，向A側(cè)10AA’兩表面間形成霍爾電場，阻礙粒子在磁場作用下的側(cè)向偏移，當(dāng)時，兩側(cè)表面間將獲得穩(wěn)定的霍爾電壓UH.AA’兩表面間形成霍爾電場，阻礙粒11可用于判定材料中載流子的電性符號及確定載流子的濃度.若已知材料的霍爾系數(shù)，則可利用霍爾效應(yīng)測量磁場的磁感應(yīng)強度等.霍爾系數(shù)正粒子RH>0，測得UH>0；負(fù)粒子RH<0，測得UH<0；可用于判定材料中載流子的電性符號及確定載流子的濃度.127-2安培定律7-2安培定律13一、安培定律

安培定律由實驗總結(jié)出磁場對電流元的作用力S

有限長載流導(dǎo)線所受的安培力:一、安培定律安培定律由實驗總結(jié)出磁場對電流元的作用力S141.均勻磁場中長為L的載流導(dǎo)線(I)各電流元受力同向，則2.

當(dāng)各電流元受力方向不同時1.均勻磁場中長為L的載流導(dǎo)線(I)各電流元受力15二、均勻磁場對載流線圈的作用力矩將平面載流線圈放入均勻磁場中，da邊受到安培力的大小:bc邊受到安培力的大小:Fda與Fbc大小相等方向相反，作用在一條直線上，相互抵消.二、均勻磁場對載流線圈的作用力矩將平面載流線圈放入均勻磁場16ab邊受到安培力的大小:cd邊受到安培力的大小:Fab與Fcd大小相等方向相反，不在一條直線上，不能抵消，為一對力偶，產(chǎn)生力矩.ab邊受到安培力的大小:cd邊受到安培力的大小:17作俯視圖可看出線圈受到的力矩大小為如果為N匝平面線圈，則S為平面線圈面積.作俯視圖可看出線圈受到的力矩大小為如果為N匝平面線圈，則S為18結(jié)論:均勻磁場中，任意形狀剛性閉合平面載流線圈所受的力矩為.pq=0q=穩(wěn)定平衡非穩(wěn)定平衡定義磁矩載流線圈在磁場中會受到磁力矩而轉(zhuǎn)動，這是電動機及磁電式儀表的基本工作原理.結(jié)論:均勻磁場中，任意形狀剛性閉合平面載流線圈所受的力197-3畢奧-薩伐爾定律7-3畢奧-薩伐爾定律20一、磁場疊加原理幾個電流共同激發(fā)磁場任意電流是無數(shù)小電流首尾相接組成，其上任一電流元在某場點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度為，則此電流在該場點產(chǎn)生的總磁感應(yīng)強度為一、磁場疊加原理幾個電流共同激發(fā)磁場任意電流21二、畢奧-薩伐爾定律任意載流導(dǎo)線在點P處的磁感強度P*真空磁導(dǎo)率

電流元在空間一點P產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度：二、畢奧-薩伐爾定律任意載流導(dǎo)線在點P處的磁感強度P*真22三、應(yīng)用畢奧-薩伐爾定律求電流的磁場分布2.確定電流元的磁場大小1.將載流導(dǎo)線無限分割取電流元；解題步驟：3.確定的方向，若所有同向，則4.若各電流元的不同向，則應(yīng)建立坐標(biāo)系，求在各軸的投影.三、應(yīng)用畢奧-薩伐爾定律求電流的磁場分布2.確定電流元的磁場235.求的分量6.

注意磁場分布的對稱性，選擇合適的坐標(biāo)軸方向，可簡化計算.5.求的分量6.注意磁場分布的對稱性，選擇合適的24例:一段有限長載流直導(dǎo)線,通有電流為I

,求P處的磁感應(yīng)強度.解:在導(dǎo)線上任取電流元,其在P點的矢徑為,夾角為,則由對稱性分析線為分布在垂直于通電導(dǎo)線、圓心在導(dǎo)線上的系列圓簇，的方向與電流方向成右手螺旋關(guān)系.PAB*例:一段有限長載流直導(dǎo)線,通有電流為I,求P處的磁感應(yīng)強25PAB*PAB*26對于無限長載流長直導(dǎo)線的磁場.點P的方向垂直于和導(dǎo)線決定的平面,即沿以O(shè)為圓心OP為半徑并位于和導(dǎo)線垂直平面內(nèi)的圓在點P的切線，指向按右手螺旋關(guān)系.對于無限長載流長直導(dǎo)線的磁場.點P的方向垂直于27例：一載流圓環(huán)半徑為R通有電流為I，求圓環(huán)軸線上任一點P的磁感應(yīng)強度.有Ip*如圖建立坐標(biāo)系，由對稱性知將圓環(huán)分割為無限多個電流元；各電流元在P的方向不同，但相對于圓環(huán)軸線對稱分布.因為則解：例：一載流圓環(huán)半徑為R通有電流為I，求圓環(huán)軸線上任一點P的磁28Ip*Ip*29載流圓環(huán)環(huán)心處x=0，沿X軸正向，即沿環(huán)軸向，與電流環(huán)繞方向成右螺旋關(guān)系.又因為故有N匝同為I的圓環(huán)載流圓環(huán)環(huán)心處x=0，沿X軸正向，即沿環(huán)軸向，與電流環(huán)30四、運動電荷的磁場由畢-薩定律故運動電荷的磁場+又四、運動電荷的磁場由畢-薩定律故運動電荷的磁場+又317-4安培環(huán)路定律7-4安培環(huán)路定律32一、安培環(huán)路定律安培環(huán)路定理

電流I正負(fù)的規(guī)定:I與L成右螺旋時,

I為正；反之為負(fù).在場的理論中，把環(huán)流不等于零的場稱為渦旋場，所以，穩(wěn)恒磁場是渦旋場.在真空的穩(wěn)恒磁場中，磁感應(yīng)強度沿任一閉合路徑的積分的值（即的環(huán)流），等于乘以該閉合路徑所包圍的各電流的代數(shù)和.一、安培環(huán)路定律安培環(huán)路定理電流I正負(fù)的規(guī)定33二、安培環(huán)路定律的應(yīng)用例：無限長圓柱形載流導(dǎo)體半徑為R

，通有電流為I，電流在導(dǎo)體橫載面上均勻分布，求圓柱體內(nèi)、外的磁感應(yīng)強度的分布.解：.I導(dǎo)體內(nèi)以關(guān)于OP對稱分布的和為截面的兩無限長電流dI和在點P產(chǎn)生的.沿以O(shè)為圓心，OP=r為半徑的圓的確切線，取此圓為積分回路L，由軸對稱性可知，沿L的切線，L各點大小相等，方向與I成右螺旋關(guān)系.對稱性分析二、安培環(huán)路定律的應(yīng)用例：無限長圓柱形載流導(dǎo)體半徑為R，通34選取回路（1）I選取回路（1）I35（2）選取回路.（2）選取回路.36例：密繞長載流螺線管通有電流為I，線圈密度為n，求管內(nèi)一點的磁感應(yīng)強度.（1）由實驗和對稱性分析可知，長螺線管外部磁感強度趨于零，即.選矩形MNOP為回路L.MNPO（2）螺旋管內(nèi)為均勻場,方向沿軸向，與I環(huán)繞方向成右螺旋關(guān)系.解：+++++++++++++++++++++++PO上各點B=0；NO和PM上管內(nèi)各點，管外各點B=0，因此例：密繞長載流螺線管通有電流為I，線圈密度為n，求管內(nèi)一點的37叫做剩余磁感應(yīng)強度剩磁課件387-5介質(zhì)中的磁場7-5介質(zhì)中的磁場39一、介質(zhì)對磁場的影響磁介質(zhì)是能影響磁場的物質(zhì).磁介質(zhì)是由大量分子或原子組成電子繞核旋轉(zhuǎn)分子電流i分子磁矩i介質(zhì)磁化后的附加磁感強度真空中的磁感強度磁介質(zhì)中的總磁感強度磁化電流附加磁場一、介質(zhì)對磁場的影響磁介質(zhì)是能影響磁場的物質(zhì).磁介質(zhì)是由大量40抗磁質(zhì)內(nèi)磁場順磁質(zhì)內(nèi)磁場方向相同的物質(zhì)叫順磁質(zhì);方向相反的物質(zhì)叫抗磁質(zhì);由實驗知，抗磁質(zhì)和大多數(shù)順磁質(zhì)有，稱弱磁質(zhì).強磁質(zhì)內(nèi)部與同向，且.順磁質(zhì)略大于1；抗磁質(zhì)略小于1，鐵磁質(zhì)，且不是常數(shù).抗磁質(zhì)內(nèi)磁場順磁質(zhì)內(nèi)磁場方向相同的物質(zhì)叫順磁質(zhì);方向相反的物41*二、磁場強度和磁介質(zhì)中的環(huán)路定律1.磁場強度定義為磁場強度.磁場強度沿閉合路徑的線積分（環(huán)流），等于環(huán)路所包圍的傳導(dǎo)電流的代數(shù)和.2.磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理

在磁介質(zhì)中某些對稱分布的電流可利用磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理求出分布，再利用和的關(guān)系求出分布.*二、磁場強度和磁介質(zhì)中的環(huán)路定律1.磁場強度定義為磁場強42*三、鐵磁質(zhì)磁滯回線由于磁滯，當(dāng)外磁場強度減小到零（即)時，鐵磁質(zhì)內(nèi)磁感強度，而是仍有一定的數(shù)值，叫做剩余磁感應(yīng)強度（剩磁）.使剩磁完全消除的外加反向的磁場強度

稱為矯頑力.

當(dāng)外磁場H由鐵磁飽和點P逐漸減小時，鐵磁質(zhì)內(nèi)磁感強度B并不