大学物理磁场ppt.ppt

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1、2021/8/61第10章稳恒磁场1、17世纪，吉尔伯特、库仑曾认为：电与磁无关！10.1磁场磁感应强度一、磁力与磁现象2、1820年奥斯特实验：实验表明，电流可以对磁铁施加作用力。二、物质磁性的起源—安培分子电流假说组成磁铁的最小单元（磁分子）就是环形电流。电流磁场电流2021/8/63运动电荷运动电荷磁场二磁感强度的定义+带电粒子在磁场中运动所受的力与运动方向有关.实验发现带电粒子在磁场中沿某一特定直线方向运动时不受力，此直线方向与电荷无关.+2021/8/64带电粒子在磁场中沿其他方向运动时垂直于与特定直线所组成的平面.当带电粒子在磁场中垂直于此特定直线运动时受力最大.q沿此直

2、线运动时大小与无关2021/8/65磁感强度的定义：当正电荷垂直于特定直线运动时，受力将方向定义为该点的的方向.磁场服从叠加原理磁感强度大小单位T或Gs1Gs=10–4T+2021/8/662021/8/67真空磁导率叠加原理10.2毕奥-萨伐尔定律P*毕奥-萨伐尔定律大小：2021/8/68l21例题求：直线电流的磁场分布。I方向0-lL则1=02=方向：右手定则无限长半无限长延长线上：2021/8/69求：圆电流轴线上的磁感应强度。例题对称性分析：Ip*2021/8/610xRxI2021/8/6113）2）的方向不变(和成右螺旋关系）1）若线圈有匝讨论*2021

3、/8/612▲一段圆弧圆电流在其曲率中心处的磁场。RIab方向解：Idlθ2021/8/613oI（5）*Ad（4）*o（2R）I+R（3）oIIRo（1）x2021/8/614++++++++++++pR++*例载流直螺线管的磁场如图所示，有一长为l,半径为R的载流密绕直螺线管，螺线管的总匝数为N，通有电流I.设把螺线管放在真空中，求管内轴线上一点处的磁感强度.解由圆形电流磁场公式o2021/8/615op+++++++++++++++2021/8/616讨论（1）P点位于管内轴线中点若2021/8/617(2)无限长的螺线管（3）半无限长螺线管或由代入xBO2021/8/618

4、例题I宽度为a的无限长金属平板，均匀通电流I，将板细分为许多无限长直导线每根导线宽度为dx通电流解：建立坐标系x所有dB的方向都一样：求：图中P点的磁感应强度。Pd0x·Pd2021/8/619用相同的导线组成的一导电回路，由半径为R的圆周及距圆心为R/2的一直导线组成如图，若直导线上一电源，且通过电流为I，则圆心Ｏ处的磁应强度B的大小为：()(A)0I/(2R)(B)0(C)0I/(2R)/)(D)0I/(2R)(1+(C)2021/8/620圆弧部分在O点处的磁场：圆弧部分在O点处的磁场：直线部分在O点处的磁场：2021/8/6一、磁感应线I1、定义：曲线上每一点的

5、切线方向就是该点的磁感强度的方向，通过某点处垂直磁场方向的单位面积上的磁感线数目等于该点磁感强度的大小。2、磁感应线特点(1)无头无尾的闭合曲线.(2)任何两条磁感线在空间不会相交;(3)磁感线的方向与电流的流向遵守右手螺旋法则。10.3磁场的高斯定理和环路定理二、磁通量1、定义通过磁场中某一曲面的磁感线数叫做通过此曲面的磁通量。2、计算式对闭合曲面,规定外法线方向为正3、单位韦伯Wb三、磁场高斯定律定律叙述：通过磁场中任意闭合曲面的磁通量等于零。定律说明：(1)是总的磁感强度,虽然在S面上的通量为零,但在S面上不一定为零。(2)该定律表明了磁场是一种无源场。2021/8/6241、

6、在磁感应强度为B的均匀磁场中作一半径为r的半球面S,S边线所在平面的法线方向单位矢量与B的夹角为α，则通过半球面S的磁通量大小为：(D)课堂练习2021/8/6252、如图长直导线载有电流I，则穿过与其共面的矩形面积CDEF的磁通量为.2021/8/626四安培环路定理o设闭合回路为圆形回路（与成右螺旋）载流长直导线的磁感强度为2021/8/627o若回路绕向化为逆时针时，则对任意形状的回路与成右螺旋2021/8/628电流在回路之外2021/8/629多电流情况以上结果对任意形状的闭合电流（伸向无限远的电流）均成立.安培环路定理2021/8/630安培环路定理即在真空的稳恒磁场中，

7、磁感应强度沿任一闭合路径的积分的值，等于乘以该闭合路径所包围的各电流的代数和.电流正负的规定：与成右螺旋时，为正；反之为负.注意2021/8/631问1）是否与回路外电流有关？2）若，是否回路上各处？是否回路内无电流穿过？2021/8/632静磁场高斯定理环路定理涡旋场无源场磁荷（磁单极）不存在电流以涡旋方式激发磁场2021/8/633思考题为什么两根通有大小相等方向相反电流的导线扭在一起能减小杂散磁场？2021/8/634由安培环路定理有：，但并不能说导