大学物理-磁场2.ppt

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1、大学物理理学院王瑞敏§9.3磁场的高斯定理静电场：磁场：静电场是有源场一.磁力线1.规定(1)方向：磁力线切线方向为磁感应强度的单位面积上穿过的磁力线条数为磁感的方向(2)大小：垂直应强度的大小2.磁力线的特征(1)无头无尾的闭合曲线西安交通大学理学院王瑞敏(2)与电流相互套连，服从右手螺旋定则(3)磁力线不相交二.磁通量通过面元的磁力线条数——通过该面元的磁通量对于有限曲面磁力线穿入对于闭合曲面规定磁力线穿出西安交通大学理学院王瑞敏三.磁场的高斯定理磁场线都是闭合曲线(磁高斯定理)电流产生的磁感应

2、线既没有起始点，也没有终止点，即磁场线既没有源头，也没有尾闾——磁场是无源场（涡旋场）例证明在磁力线为平行直线的空间中，同一根磁力线上各点的磁感应强度值相等。解西安交通大学理学院王瑞敏§9.4磁场的安培环路定理一.磁场的安培环路定理静电场:静电场是保守场磁场:•以无限长载流直导线为例磁场的环流与环路中所包围的电流有关西安交通大学理学院王瑞敏•若环路中不包围电流的情况？•若环路方向反向，情况如何？对一对线元来说环路不包围电流，则磁场环流为零西安交通大学理学院王瑞敏•推广到一般情况——在环路L中——在环

3、路L外则磁场环流为——安培环路定律恒定电流的磁场中，磁感应强度沿一闭合路径L的线积分等于路径L包围的电流强度的代数和的倍环路上各点的磁场为所有电流的贡献西安交通大学理学院王瑞敏(1)积分回路方向与电流方向呈右螺旋关系满足右螺旋关系时反之(2)磁场是有旋场——电流是磁场涡旋的轴心(3)安培环路定理只适用于闭合的载流导线，对于任意设想的一段载流导线不成立图中载流直导线,设例如讨论则L的环流为:西安交通大学理学院王瑞敏二.安培环路定理的应用例求无限长圆柱面电流的磁场分布。PL解系统有轴对称性，圆周上各点的

4、B相同P时过圆柱面外P点做一圆周基本思路：若电流分布具有某些对称性，则可用安培环路定理求电流产生的磁场。西安交通大学理学院王瑞敏无限长圆柱体载流直导线的磁场分布区域：区域：推广时在圆柱面内做一圆周西安交通大学理学院王瑞敏例:求密绕长直螺线管内部的磁感强度。总匝数为N，总长为l，通过稳恒电流，电流强度为II○○○○○○○○○○○○Labcd解：均匀场西安交通大学理学院王瑞敏例求螺绕环电流的磁场分布及螺绕环内的磁通量解•在螺绕环内部做一个环路，可得若螺绕环的截面很小，•若在外部再做一个环路，可得螺绕环内

5、的磁通量为西安交通大学理学院王瑞敏例求无限大平面电流的磁场解面对称推广：有厚度的无限大平面电流•在外部•在内部x西安交通大学理学院王瑞敏例：电缆由导体圆柱和一同轴的导体圆筒构成，使用时电流从导体流出，从另一导体流回，电流均匀分布在横截面上，设圆柱体的半径为，圆筒的内外半径分为，。若场点到轴线的距离为。I解：L西安交通大学理学院王瑞敏求：从0到范围内各处磁感应强度的大小西安交通大学理学院王瑞敏L例：一根无限长的圆柱形导体，半径为，其内有一半径为的无限长圆柱形空腔，它们的轴线相互平行，轴间距离为，I沿导

6、体轴线方向流动，且均匀地分布在横截面上。Ia西安交通大学理学院王瑞敏求：（1）圆柱体轴线上B的大小；（2）空腔轴线上B的大小。解：Ia西安交通大学理学院王瑞敏电流密度(体)电流的(面)密度电流强度为I的电流通过截面S若均匀通过，电流密度为(面)电流的(线)密度电流强度为I的电流通过截线l若均匀通过,则西安交通大学理学院王瑞敏分析电流系统的对称性取合适的安培环路应用安培环路定理小结