稳恒磁场习题课讲解学习.ppt

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1、稳恒磁场习题课2011磁感强度电流微元磁场强度微元大小——毕萨定律方向——右手定则运动电荷磁场磁感强度求解○直线电流○无限长直导线（比较无限长均匀带电直线产生的电场）○载流圆线圈在其轴线上的磁场○圆电流环中心的场强○一段圆弧电流在圆心处的磁感应强度○载流螺旋管在其轴上的磁场磁场强度微元○无限长载流螺线管○半无限长载流螺线管在管端口处磁场高斯定理○磁通量:通过磁场中某一曲面的磁力线的条数，即为通过该曲面的磁通量。（与电通量类比）○匀强磁场中通过一个平面的磁通量○对闭合面来说，规定外法向为正方向○磁场的高斯定理安培环路定理r（电流反向）（电流在闭合线外）说明：A.闭合曲线是任意的，不一定与

2、电流垂直；B.电流可以是任意的空间闭合电流,不一定是一根长直电流。要求：空间电流均为闭合的稳恒电流符号规定：电流的正方向与L的环绕方向服从右手螺旋关系安培环路定理应用——主要应用在载流体的磁场分布求解中均匀无限长圆柱型载流直导体长直圆柱面电流O圆柱体O圆柱面长直螺线管载流螺绕环无限大导体板上均匀通电，电流线密度为若环很细问题：运动电荷可产生磁场，反过来，磁场是否对电荷存在某种作用？☆实验物理学家，在奥斯特发现电流磁效应后，发现通电线圈与磁铁相似，而且两通电导线间有力的作用，同向相吸，异向相斥。☆提出分子电流☆经典电子论的创立者；物质分子都含有电子，阴极射线的粒子就是电子；把物质与以太的

3、相互作用解释为电子与以太的相互作用，解释塞曼效应，获1902年NobelPrize。☆提出洛伦兹变换磁场对电流的作用——安培力对象：磁场中的通电直导线。安培生活的年代电子还没有被发现。1884年，J.J.汤姆生发现电子。结果：精巧实验基础上的总结公式——毕萨定律和安培力公式的结合。所以通电导线在磁场中的受力称为“安培力”。电流在匀强磁场中受到的安培力I安培定律：3.闭合电流在匀强磁场中受到的安培力为零说明：安培定律应用：磁电式仪表电动机磁场对载流线圈的作用载流线圈磁矩：力偶矩：磁力矩力图使得线圈的磁矩转到与外磁场一致的方向上来。1.方向用右手定则判断磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力对象

4、：带电粒子在磁场中的运动结果：带电粒子受到洛伦兹力的作用大小：当特征：洛伦兹力不改变运动电荷速度的大小，只能改变电荷速度的方向，使路径发生弯对运动的电荷永远不做功。EuropeanOrganizationforNuclearResearch（CERN）LHC：LargeHadronColliderLEP：LargeelectronpositronSPS：超质子同步加速器BEBL：氢气泡室大型强子对撞机大型正负电子对撞机周长27公里，深50-150米，覆盖面积有500个鸟巢中国科学技术大学同步辐射国家实验室螺距hBPP’应用：A.回旋加速器B.磁聚焦C.磁镜D.磁约束E.质谱仪机制：当电

5、流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差I++++---P型半导体+-+++---N型半导体-I+-霍尔效应（A.H.Hall）测量半导体类型（n型或p型）测量磁感应强度测量电路中的电流测量载流子浓度磁流体发电应用如图，无限长直载流导线与正三角形载流线圈在同一平面内，若长直导线固定不动，则载流三角形线圈将(A)向着长直导线平移．(B)离开长直导线平移．(C)转动．(D)不动．［］A2．如图，两根直导线ab和cd沿半径方向被接到一个截面处处相等的铁环上，稳恒电流I从a端流入而从d端流出，则磁感强度沿图中闭合路径L的积分等于(B)(C)(D)D［］

6、3．如图，在一固定的载流大平板附近有一载流小线框能自由转动或平动．线框平面与大平板垂直．大平板的电流与线框中电流方向如图所示，则通电线框的运动情况对着从大平板看是：靠近大平板．(B)顺时针转动．(C)逆时针转动．(D)离开大平板向外运动［］B4．电流由长直导线1沿半径方向经a点流入一电阻均匀分布的圆环，再由b点沿半径方向从圆环流出，经长直导线2返回电源(如图).已知直导线上的电流强度为I，圆环的半径为R，且1、2两直导线的夹角∠aOb=30°，则圆心O处的磁感强度的大小B=____．05．通有电流Ｉ的长直导线在一平面内被弯成如图形状，放于垂直进入纸面的均匀磁场中，求整个导线所受的安培力

7、(R为已知)．6.一质量为m、电荷为q的粒子，以与均匀磁场垂直的速度v射入磁场内，则粒子运动轨道所包围范围内的磁通量Fm与磁场磁感强度大小的关系曲线是(A)～(E)中的哪一条？[]CpR2c8.如图所示，一无限长载流平板宽度为a，线电流密度(即沿x方向单位长度上的电流)为d，求与平板共面且距平板一边为b的任意点P的磁感强度．方向垂直纸面向里7.一磁场的磁感强度为(SI)，则通过一半径为R，开口向z轴正方向的半球壳表面的磁通量的大小为______