第三章稳恒磁场.ppt

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1、第三章稳恒磁场§1基本磁现象§2磁场磁感强度§3毕－萨定律§4磁力线、磁通量、磁场的高斯定理§5安培环路定理及应用§6运动电荷的磁场§7磁场对载流导线的作用1.磁性物体具有吸引铁、钴、镍的性质。2.磁极南极（S极）、北极（N极）NS南极北极同性磁极相斥,异性磁极相吸。§1基本磁现象3.在低能状态下磁极是成对出现的。NSNS4.最新研究发现,在高能状态下会出现磁单极。5.磁力线可形象地描绘磁场分布。永久磁铁的磁力线分布NSI直线电流的磁力线分布载流螺线管的磁力线分布环形螺线管电流的磁感线电流周围存在

2、着一种特殊物质---磁场一.磁感应强度的定义§2磁场磁感强度洛仑兹力:带电量为q的电荷所受的磁场力v当运动电荷速度与磁场方向垂直时受到洛伦兹力fL最大。fLB当电荷运动速度与B方向一致时电荷受力为0。Bvqq单位:特斯拉T方向:为小磁针N极指向地球两极磁场:地球赤道磁场:永久磁铁磁场:~二、洛仑兹力研究一段电流元产生磁感应强度的规律。由实验发现一段长为dl通有电流为I的电流元产生的磁感应强度：一.毕萨定律§3毕－萨定律由矢量乘积法则：令真空中的磁导率方向：从dl右旋到r,大拇指指向。dB的方向垂直

3、于dl和r所形成的平面。毕萨定律顺序不能错。二.应用毕萨定律解题的方法4.求B的分量Bx、By;求总场。5.由3.确定电流元的磁场2.建立坐标系;1.分割电流元;计算一段载流导体的磁场例1:一段有限长载流直导线,通有电流为I,求距a处的P点磁感应强度。解:分割电流元讨论1.无限长载流直导线的磁场：2.半无限长载流直导线的磁场：由3.半无限长载流直导线的磁场：由4.场点在导线的延长线上:例2：一正方形载流线圈边长为b,通有电流为I，求正方形中心的磁感应强度B。解：o点的B是由四条载流边分别产生的，由

4、于它们大小方向相同，B=B1+B2+B3+B4=4B1例3：一宽为a无限长载流平面，通有电流I,求距平面左侧为b与电流共面的P点磁感应强度B的大小。解：分割电流元为无限多宽为dx的无限长载流直导线；以P点为坐标原点，向右为坐标正向；电流元电流R例4：一载流圆环半径为R通有电流为I，求圆环轴线上一点的磁感应强度B。解：将圆环分割为无限多个电流元；建立坐标系，电流元在轴线上产生的磁感应强度dB为：在x轴下方找出dl关于x轴对称的一个电流元Idl’由对称性可知，dl和dl’在P点产生的dB在x方向大小相

5、等方向相同，y方向大小相等方向相反，相互抵消。讨论1.载流圆环环心处x=0;由结论有2.一段圆弧载流导线例5：计算组合载流导体在o点的磁感应强度。解：o点B由三段载流导体产生。规定向里为正向，27.在截面均匀铜环上任意两点用两根长直导线沿半径方向引到很远的电源上,求环中心处o点的磁感应强度。解：如图所示的电流系统在o点激发的B为5段电流所产生的B矢量方向迭加。o点在直电流IAE与IFB所在延长线上。又O点离IEF很远，此电流的磁场可不计。I1电流在O点的磁场：I2电流在O点的磁场：又R1和R2并联

6、,故有R1I1=R2I2由电阻定理知,ACB和ADB的电阻R1和R2与其长度L1和L2间有6.有一闭合回路由半径为a和b的两个同心共面半圆连接而成,如图其上均匀分布线密度为的电荷,当回路以匀角速度绕过o点垂直于回路平面的轴转动时,求圆心o点处的磁感强度的大小.解:B=B1+B2+B3B1、B2分别为带电的大半圆线圈和小半圆线圈转动产生的磁感应强度，B3为带电线段b－a转动产生的磁感应强度.一、磁力线形象的描绘磁场分布的空间曲线。二、规定1.方向：磁力线上某点的切线方向为该点磁场方向。2.大小：

7、垂直穿过单位面积的磁力线根数。磁感应强度大小为磁力线的面密度。§4磁力线、磁通量、磁场的高斯定理三、磁力线性质1.磁力线为闭合曲线；2.磁力线密处B大；磁力线疏处B小。四、磁通量的计算1.设穿过一面元的磁通量由为法线方向单位矢量。2.穿过某一曲面的磁通量单位：韦伯，Wb为标量，只有大小正负之分。为正通量。为负通量。3.穿过闭合曲面的磁通量规定外法线方向为正磁力线穿出闭合面磁力线穿入闭合面BBnn为正通量。为负通量。五、磁场中的高斯定理1.定理表述2.定理说明：由于磁力线为闭合曲线，穿入穿出闭合面的

8、磁力线根数相同，正负通量抵消。穿过闭合面的磁通量等于0。磁场中的高斯定理阐明了磁场的性质：磁场是无源场，磁力线为闭合曲线，磁场是旋场.磁场与电场有本质的区别，电场为保守场，是有源场,电力线是发散的。电场是散场。一、定理表述磁感应强度沿闭合回路的线积分，（B的环流），等于环路所包围的电流代数和乘以0。二、定理证明特例：以无限长载流直导线为例。§5安培环路定理及应用三、明确几点电流方向与环路方向满足右手定则电流I取正；反之取负。1.电流正负规定2.为环路内的电流代数和。只与环路内的电