稳恒电流和稳恒磁场ppt课件.ppt

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1、1第6章稳恒电流和稳恒磁场*§6.1稳恒电流(电流密度不随时间变化)§6.2毕奥－萨伐尔定律§6.3安培环路定理§6.4安培力和洛仑兹力§6.5磁场中的磁介质*§6.7铁磁质稳恒磁场是稳恒电流所产生的磁场.2§6.2.1磁的基本现象（以19世纪为分界）：一、对磁场的研究1、19世纪前：磁铁间的相互作用1）磁性；2）磁极，N、S极。2、19世纪后：1).电流与磁铁间、电流与电流间有相互作用2).分子电流假说。二、磁场：1、电流或运动电荷在其周围激发磁场(magneticfield)。§6.2毕－萨定律2、磁场(magneticfield)的宏观性质：1）对运动电荷(或电流)有力的作用2）

2、磁场有能量3、磁场的本质：磁场可以用电场表述出来。只用电场就可以描述带电体间的相互作用。电场与磁场构成一个统一的实体---电磁场。§6.2.2磁感强度(magneticinduction)一、磁感强度1、是描述磁场的力的性质的物理量，用表示，其在磁场中的作用与在电场中的作用相当。42.磁感应强度的单位：特斯拉（T）3.磁力线（线，磁感应线）：1）画法：与静电场线的画法相同（方向、疏密）。2）与静电场线的比较：磁感线是闭合曲线，且与电流相套合（二者符合右手螺旋）；静电场线是非闭合曲线3)几个典型磁场的磁力线：直线电流的磁感应线IBI通电螺线管的磁感应线III圆电流的磁感应线81）定义：通

3、过某一面积S的磁通量Φ定义为：它等于穿过该面积的磁力线的总条数。2）单位：韦（伯）Wb1Wb=1T·二、磁场的高斯定理（磁通连续定理）：1.磁通量(magneticflux)：92.磁场的高斯定理（封闭曲面的磁通量）1）文字表述：通过任意封闭曲面的磁通量为零（穿过封闭曲面的磁力线净条数为零）。2）公式：穿过封闭曲面的磁力线净条数？10三、磁场叠加原理1.磁场源：产生磁场的运动电荷或电流叫磁场源。2.磁场叠加原理在有若干个磁场源的情况下，它们产生的磁场服从叠加原理11各种典型的磁感应线的分布：直线电流的磁感线圆形电流的磁感线12直螺线管电流的磁感线环形螺线管电流的磁感线13§6.2.3毕

4、奥－萨伐尔定律一、毕奥－萨伐尔定律已知一电流分布，如何求磁感应强度？方法：将电流分割成许多电流元1.内容：每个电流元在场点P激发的磁感强度为：14真空中的磁导率Tm/A2.说明：①大小：②方向：如图所示既垂直电流元又垂直半径③常量：方向153.整段电流激发的场：164、运动电荷产生的磁场电流元可以看成是运动的电荷，电流元所产生的磁场，可以看成由这些运动电荷产生磁场的叠加。设导体内的运动电荷数密度为n，带电量为q，运动速度为v，则电流元内的电荷数为：S为电流元的截面积。电流I为17S为电流元的截面积，则一个运动电荷产生的磁场为其中，18二、毕奥─萨伐尔定律解题要点（结合例6.2说明）例6

5、.2求长直载流导线的磁场分布,导线的长为L，电流为I。19例6.3求载流导体圆环在轴线上的磁感应强度。圆环半径为R，电流为I。IxyzoRP.x建如图所示的坐标系设圆电流在yz平面内场点P坐标为x20讨论1）圆电流中心的场2）一段圆弧电流在圆心处的B?作业21§6.3安培环路定理及应用§6.3.1安培环路定理表述§6.3.2安培环路定理求磁场§6.3.1安培环路定理表述1.文字表述：在恒定电流的磁场中磁感强度沿任一闭合环路的线积分等于穿过该环路的所有电流的代数和的0倍2.表达式：也叫环流■23曲线L上处的磁感强度在磁场中任取的一闭合环路,并规定绕行方向（任意）。L绕行方向上的任一线元

6、穿过L的电流即与L相铰链的电流如图示的I1I23.正确理解定理中各量的含义图8I1I3I2■24电流代数和＊电流正负的规定：电流方向与L绕行方向成右手螺旋的电流取正，反之取负。如图示的电流I1取负，电流I2取正。举例说明P1254.L上各点的由所有电流决定，但是只与穿过L的电流有关。图8I1I3I2■25讨论1）安培环路定理是稳恒电流磁场的性质方程。（非稳恒电流的磁场不满足）2）说明磁场为非保守场（涡旋场）■§6.3.2安培环路定理求磁场对于一些对称分布的电流可以通过取合适的环路L利用磁场的环路定理比较方便地求解场量(类似于电场强度的高斯定理的解题)1.用安培环路定理解题的条件：电流的

7、分布具有对称性。272）无限长、密绕直螺线管内部：匀强场，外部：近似为零.3）密绕螺绕环内部：与螺绕环共轴的圆周上各点的B大小相等，方向沿圆周的切线方向；外部：近似为零。无限长柱面（体），无限大载流平面1）无限长直导线（基础，）经常处理的几种对称性：282.解题步骤：1）定性分析（大小，方向）2）过待求场点设计安培环路：①等线，②线，③B=0线3）选回路的绕行方向（通常取绕行方向与电流方向成右手螺旋）4）求解。■29（体）电流(面)密度如图电流