大学物理期末复习磁学部分.ppt

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1、产生原因：静止电荷产生——静电场（上学期内容）运动电荷（电流）产生——磁场稳恒电流产生的磁场不随时间变化——稳恒磁场主要涉及概念：描述磁场性质的主要基本物理量——磁感应强度电流元产生磁场的基本方程——（Biot-savart）定律磁场性质的基本方程——与安培环路定理（律）第八章电流与磁场本章研究真空中稳恒电流所激发的恒定磁场的物理性质。★本章主要内容：磁感应强度的两种算法叠加原理法和安培环路定理法安培提出分子电流假设(解释磁铁显示磁性的原因):磁现象的电学本质—运动的电荷(电流)产生磁场基本磁现象每个分子都有电流环绕着，当分子排列

2、整齐时，它们的电流合起来就可以满足磁棒的磁性所需要的电流磁化可视为使物质中的分子电流排列整齐显示出总体效果电流磁场电流磁场的总结：（1）电流产生磁场——第八章（2）磁场对电流有力的作用——第九章（3）磁场变化产生电动势（电流）——第十一章P*三毕奥—萨伐尔定律真空磁导率BvBv任意载流导线在场点处产生的磁感应强度计算磁感应强度的叠加原理算法或毕奥—萨伐尔定律如何求解电流产生磁场的分布？用叠加原理法！将电流视为电流元的集合电流元产生磁场公式磁场叠加原理电流磁场分布在磁学中的地位相当与电学中的点电荷激发电场的重要结论12345678例

3、判断下列各点磁感应强度的方向毕萨定律的矢量式方向为无无解：根据毕—萨定律各电流元产生的.Poyl方向都向里可直接积取任意电流元计算其在P点产生的磁感应强度微元：I7例1.有限长直导线，其电流强度为I，求导线旁任意一点P(距导线)的磁感应强度(已知P点与导线两端连线与导线方向的夹角)统一变量方向向里有限长直导线激发的磁场：2.直导线及其延长线上点重要推论：1.无限长直导线激发的磁场：磁场的方向IB半无限长载流长直导线的磁场磁场方向与无限长直电流之间符合右手螺旋关系：*PIBX讨论1)无论x>0或x<0,B与X轴同向2）当x=0时，圆

4、心处：3）轴线以外的磁场较复杂，可定性给出磁感应线，电流与B线仍服从右手螺旋关系。SN*圆电流中轴线上磁场圆弧形电流在圆心处的磁场是什么结果？方向：注：仍可由右手螺旋法则或毕萨定律判定方向！RoIqAd（3）*IoI（4）*o（1）RI+R（2）oI思考其它几种典型电流激发的磁场注意方向！解：用叠加原理法——将圆盘视作大量圆线圈的叠加向外例3半径为的带电薄圆盘的电荷面密度为,并以角速度绕通过盘心垂直于盘面的轴转动，求圆盘中心的磁感强度.向内等效圆线圈的电流强度dI：复习磁场运动电荷磁铁电流电流运动电荷磁铁磁场毕奥－萨伐尔定律无限长

5、载流长直导线的磁场.半无限长载流长直导线的磁场圆弧形电流在圆心处的磁场圆环形电流中心的磁场§8-3磁场的性质一、磁感应线(磁力线)1．定义：用来描述磁场分布的曲线。磁感应线上任一点切线的方向——B的方向。B的大小可用磁感应线的疏密程度表示。磁感应线密度：在与磁感应线垂直的单位面积上的穿过的磁感应线的数目。(磁感应强度几何定义)2、几种典型的磁感应线IB载流长直导线圆电流载流长螺线管3、磁感应线特性磁感应线是环绕电流的无头尾的闭合曲线，无起点无终点；磁感应线不相交。磁感应线与电流成右手关系SNI二、磁通量磁场的高斯定理2、计算（先考

6、虑匀强场中的平面）1.定义:通过磁场中某一曲面的磁感应线的数目，定义为磁通量，用Ф表示。SSc.通过任一曲面的磁通量dS(一)磁通量3、说明对于闭合曲面，规定n的方向垂直于曲面向外穿出时，磁通量为正(θ<π/2,cosθ>0)穿入时，磁通量为负(θ>π/2,cosθ<0)穿过曲面磁通量可直观地理解为穿过该面的磁感应线条数单位：韦伯(wb)1Wb=1T·m2（二）磁场的高斯定理1、内容通过任意闭合曲面的磁通量必等于零。2、解释磁感应线是闭合的，因此有多少条磁感应线进入闭合曲面，就一定有多少条磁感应线穿出该曲面。S磁场是无源场；电场是

7、有源场磁极相对出现，不存在磁单极；单独存在正负电荷3、说明人类对磁单极的探寻从未停止，一旦发现磁单极，将改写电磁理论。例1如图载流长直导线的电流为,试求通过矩形面积的磁通量.（用微积分及磁通量定义式）求磁通量：解：先取面积微元，求其中的，再积分得安培环路定理即在真空的稳恒磁场中，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.(注意电流强度的正负号)例1求长直密绕螺线管内磁场（已知nI）解1)对称性分析螺旋管内为均匀场,方向沿轴向,外部磁感强度趋于零，即.2)选回路.++++++++++++磁场的方向

8、与电流成右螺旋.MNPO无限长载流螺线管内部磁场处处相等,外部磁场为零.且内部磁感应强度为当时，螺绕环内可视为均匀场.例2求载流螺绕环内的磁场（已知nNI）2）选回路(顺时针圆周).解1）对称性分析；环内线为同心圆，环外为零.令即例3无限长载流圆柱