稳恒磁场习题课ppt课件.ppt

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1、第十、十一章稳恒磁场习题课一基本要求1.掌握毕奥—萨伐尔定律，并会用该定律计算载流导体的磁场2.掌握用安培环路定理计算磁场强度的条件和方法3.掌握安培定律和洛仑兹力公式，会计算简单形状截流导体的磁力4.理解磁介质中的安培环路定理，理解磁场强度的概念二.基本内容1.毕奥—萨伐尔定律真空中电流元在径矢处的磁感应强度由磁场叠加原理得稳恒截流导体的磁场几种典型的电流磁场大小长直截流导线外的磁场半无限长截流直导线外的磁场圆形截流导线轴线上的磁场载流长直螺旋管轴线上的磁场无限长截流直导线外的磁场圆形截流导线圆心处的磁场2.运动电荷的磁场++3.描述稳

2、恒磁场的两条基本定律（1）磁场的高斯定理（2）安培环路定理用安培环路定理计算磁场的条件和方法磁场是无源场（涡旋场）正负的确定：规定回路环形方向，由右手螺旋法则定出4.磁场对运动电荷，载流导线和载流线圈的作用（1）磁场对运动电荷的作用力（2）磁场对载流导线的作用力（3）均匀磁场对载流线圈的磁力矩5.磁介质中的安培环路定律其中，为线圈平面法线方向，且与线圈电流成右手螺旋关系磁力矩总是要使线圈转到它的的方向与磁场方向相一致的位置三讨论题1通以电流的线圈如图所示，在图中有四条闭合曲线，则其环流分别为2如图，两个完全相同的回路和，回路内包围有无限长

3、直电流和，但在图　中外又有一无限长直电流，图中和是回路上两位置相同的点，请判断2如图，两个完全相同的回路和，回路内包围有无限长直电流和，但在图　中外又有一无限长直电流，图中和是回路上两位置相同的点，请判断答案：(c)四计算1计算下面各点的有关物理量（1）载流导线在o点的磁感强度（2）P，Q点的磁感强度（3）半径为R的半圆形载流线圈，通以电流I，在均匀磁场中，若以为轴，线圈受到的磁力矩为多少？（4）边长为a的等边三角形载流线圈，通以电流I，位于均匀磁场中，若以　为轴线圈受到的磁力矩如何？解：（1）选图示坐标系将圆柱面看成由许多与轴平行的无限

4、长直导线组成，今取位于（即弧长为内的直导线2半径的无限长半圆柱面，有电流方向图示，求：（1）圆柱轴上一点的，（2）若有一无限长载流直导线置于该轴线上，I2电流方向与I相反，其单位长度受磁力为多大？其电流为：其在o点的磁场大小为：方向：图示整个半圆柱面电流对O的磁场，由叠加求出由于电流分布的对称，O点矢量在x方向分矢量之和等于零方向：沿oy正方向方向：沿轴ox正方向(　方向垂直纸面向里）（2）轴线上，单位长度载流导线受力3.图示一通以电流的无限长直导线一侧放置一通有电流的等腰直角三角形线圈，且与直导线共面，已知一直角边与导线平行，相距为b，

5、直角边长为a，求线圈中各导线受力解：用安培定律　　　　　　　分别计算各导线受力，方向：垂直导线，与直导线相吸BＣ导线（处于不均匀磁场中），则Ａ，Ｂ导线处于相同的磁场中，则方向：垂直于CBAC导线处于不均匀磁场中方向：图示因为方向：4有一长为，电荷线密度为的带电线段，绕垂直轴在水平面内匀角速转动，如图，设点距轴为，角速度求带电线段在点产生的磁感强度和磁矩解：分析运动电荷（电流）激发磁场的计算在线段上取一电荷元（1）取图示坐标圆形电流在点的磁场其相应的电流方法一：方法二：（2）圆电流的磁矩例空气中有一半径为r的“无限长”直圆柱金属导体，竖直线

6、OO'为其中心轴线，在圆柱体内挖一个直径为r/2的圆柱空洞，空洞侧面与OO'相切，在未挖洞部分通以均匀分布的电流I，方向沿OO'向下，如图所示。在距轴线3r处有一电子（电量为-e）沿平行于OO'轴方向，在中心轴线OO'和空洞轴线所决定的平面内，向下以速度飞经P点。求电子经P时所受的磁场力。Or/2r3rP-eO'解：方向指向纸内方向指向纸外Or/2r3rP-eO'方向指向纸内方向指向纸外方向指向纸内方向指向左5.长直圆柱形铜导线半径为,外面这一层相对磁导率为的圆桶形磁介质外半径为，设导线内有均匀分布电流通过，铜的相对磁导率，求导线和磁介质

7、内外的磁场强度和磁感应强度的分布解：应用磁介质中的安培环路定理求解取图示半径为的圆形闭合回路，在圆周上的大小分别为常数，方向沿圆周切线方向，则和的分布图