《电磁学补充习题》PPT课件

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1、一理解恒定电流、电流密度和电动势概念。理解一段含源电路的欧姆定律。二　掌握磁感应强度的概念，掌握利用叠加原理分析、求解磁感应强度的基本方法。§8-0教学基本要求三理解毕奥−萨伐尔定律。掌握用恒定电流磁场的安培环路定理求磁感应强度的条件和方法。四理解安培定律和洛伦兹力。会分析磁场对载流导线和线圈的作用，带电粒子在电磁场中所受作用及其运动。五　了解磁场力的功。六理解有磁介质时的安培环路定理，了解物质的磁性、磁化现象。一、电流密度精确描述导体中电流分布情况，是空间位置的矢量函数。电流密度矢量定义：方向与该点正电荷运动方向一致；大小等于垂直于电流方向的单位面积的电流。电流强度与电流密度的关系为单位

2、：Ａ／ｍ２二、电源的电动势电源电源：电源内部，“非静电力”作功，把电荷从电势能低的一端移到电势能高的一端，把其他形式的能量转变成电能。电动势：电源把单位正电荷经内电路从负极移到正极的过程中，非静电力所作的功。定义式：作用：通过内部电荷的移动，保持外电路电场Es存在。单位：J／C，即V反映电源作功能力，与外电路无关是有方向的标量，规定其方向为电源内部负极指向正极。电源外部回路Ek=0，非静电场场强沿整个闭合回路的环流等于电源电动势，即说明：从场的观点来看：非静电力对应非静电场Ek。非静电场把单位正电荷从负极B经电源内部移到正极A作功为磁通量磁通量：穿过磁场中任一给定曲面的磁感应线总数。对于曲

3、面上的非均匀磁场，一般采用微元分割法求其磁通量。dSen单位：Wb(韦伯)对所取微元，磁通量：对整个曲面，磁通量：§8-3毕奥－萨伐尔定律一、毕奥－萨伐尔（Biot-Savart）定律载流导线中的电流为I，导线半径比到观察点P的距离小得多，即为线电流。在线电流上取长为dl的定向线元，规定的方向与电流的方向相同，为电流元。磁感应强度的矢量式：Biot-Savart定律的微分形式Biot-Savart定律的积分形式其中，称为真空中的磁导率。而故三、毕奥－萨伐尔定律的应用写出电流元在所求点处的磁感应强度，然后按照磁感应强度的叠加原理求出所有电流元在该点磁感应强度的矢量和。先将载流导体分割成许多电

4、流元实际计算时要首先建立合适的坐标系，求各电流元的分量式。即电流元产生的磁场方向不同时，应先求出各分量、、，然后再对各分量积分。例题8-1载流长直导线的磁场设有长为L的载流直导线，其中电流为I。计算距离直导线为a处的P点的磁感应强度。解：任取电流元据毕奥-萨伐尔定律，此电流元在P点磁感应强度为方向根据右手螺旋定则确定。由于直导线上所有电流元在该点方向相同矢量积分可变为标量积分由几何关系有：考虑三种情况：(1)导线无限长，即(2)导线半无限长，场点与一端的连线垂直于导线(3)P点位于导线延长线上，B=0安培环路定理电流I的正负规定：积分路径的绕行方向与电流成右手螺旋关系时，电流I为正值；反之

5、I为负值。在磁场中，沿任一闭合曲线矢量的线积分（也称矢量的环流），等于真空中的磁导率0乘以穿过以这闭合曲线为边界所张任意曲面的各恒定电流的代数和。I为负值I为正值绕行方向空间所有电流共同产生的磁场在场中任取的一闭合线，任意规定一个绕行方向L上的任一线元空间中的电流环路所包围的所有电流的代数和物理意义：几点注意：环流虽然仅与所围电流有关，但磁场却是所有电流在空间产生磁场的叠加。任意形状稳恒电流，安培环路定理都成立。安培环路定理仅仅适用于恒定电流产生的恒定磁场，恒定电流本身总是闭合的，因此安培环路定理仅仅适用于闭合的载流导线。静电场的高斯定理说明静电场为有源场，环路定理又说明静电场无旋；稳恒

6、磁场的环路定理反映稳恒磁场有旋，高斯定理又反映稳恒磁场无源。(1)分析磁场的对称性；(2)过场点选择适当的路径，使得沿此环路的积分易于计算：的量值恒定，与的夹角处处相等；(3)求出环路积分；三、安培环路定理的应用(4)用右手螺旋定则确定所选定的回路包围电流的正负，最后由磁场的安培环路定理求出磁感应强度的大小。应用安培环路定理的解题步骤：大小：方向：的方向§8-5带电粒子在电场和磁场中的运动一、洛伦兹力一般情况下，如果带电粒子在磁场中运动时，磁场对运动电荷产生力的作用，此一磁场力叫洛伦兹力。方向与磁场方向成夹角时，洛伦兹力为（右手螺旋定则）§8-6磁场对载流导线的作用一、安培定律安培力：载

7、流导线在磁场中受到的磁场力dF方向判断右手螺旋一段任意形状载流导线受到的安培力大小是电流元与磁感应强度的夹角。安培定律矢量式一掌握法拉第电磁感应定律，理解动生电动势的概念和规律。二理解自感系数和互感系数的定义和意义。§9-0教学基本要求三理解磁能密度、磁场能量的概念，能分析计算简单对称情况下磁场的能量。四理解位移电流概念和全电流环路定理，麦克斯韦方程组积分形式及其物理意义。五了解电磁场的物质性和电磁场量的相对性。三、法拉