liu穩(wěn)恒磁場(chǎng)2解讀課件

1、 一 掌握運(yùn)動(dòng)電荷磁場(chǎng)的計(jì)算方法. 二 理解穩(wěn)恒磁場(chǎng)的安培環(huán)路定理.理解用安培環(huán)路定理計(jì)算磁感強(qiáng)度的條件和方法.教學(xué)基本要求第1頁(yè)，共27頁(yè)。第5節(jié) 運(yùn)動(dòng)電荷的磁場(chǎng)電流的磁效應(yīng)告訴我們：電流能夠激發(fā)磁場(chǎng)，而電流是電荷定向移動(dòng)所形成的，所以電流的磁場(chǎng)既是運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生場(chǎng)的矢量迭加。由畢奧薩伐爾定律：代入畢奧薩伐爾定律得：如圖所示， 設(shè)：S、n、q、v則I=q n v S dN =nsdl，vdl= vdl dlvq第2頁(yè)，共27頁(yè)。運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的磁場(chǎng)：磁場(chǎng)方向：與 有關(guān)，且與電荷的正負(fù)有關(guān)磁場(chǎng)大?。?第3頁(yè)，共27頁(yè)。解 圓電流的磁場(chǎng)向外 例 半徑 為 的帶電薄圓盤的電荷面密度為 , 并以角速度

2、繞通過(guò)盤心垂直于盤面的軸轉(zhuǎn)動(dòng) ，求圓盤中心的磁感強(qiáng)度.向內(nèi)第4頁(yè)，共27頁(yè)。第4節(jié) 磁場(chǎng)的安培環(huán)路定理一、磁場(chǎng)強(qiáng)度 矢量H1、定義：其中：為磁介質(zhì)磁導(dǎo)率， 0為真空中磁導(dǎo)率、磁場(chǎng)強(qiáng)度線（即H 線）：方向：其上任一點(diǎn)的切線方向。大?。涸擖c(diǎn)垂直于H 的單位面積H線的根數(shù)。、磁場(chǎng)強(qiáng)度通量：?jiǎn)挝唬篈/m第5頁(yè)，共27頁(yè)。二、安培環(huán)路定理o 設(shè)閉合回路 為圓形回路（ 與 成右螺旋） 載流長(zhǎng)直導(dǎo)線的磁感強(qiáng)度為電流在回路之內(nèi)第6頁(yè)，共27頁(yè)。o若回路繞向化為逆時(shí)針時(shí)，則對(duì)任意形狀的回路 與 成右螺旋第7頁(yè)，共27頁(yè)。電流在回路之外第8頁(yè)，共27頁(yè)。 多電流情況 以上結(jié)果對(duì)任意形狀的閉合電流（伸向無(wú)限遠(yuǎn)的電流

3、）均成立. 安培環(huán)路定理第9頁(yè)，共27頁(yè)。安培環(huán)路定理 即在真空的穩(wěn)恒磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度 沿任一閉合路徑的積分的值，等于 乘以該閉合路徑所包圍的各電流的代數(shù)和. 電流 正負(fù)的規(guī)定 ： 與 成右螺旋時(shí)， 為正；反之為負(fù).注意第10頁(yè)，共27頁(yè)。 問 1） 是否與回路 外電流有關(guān)？2）若 ，是否回路 上各處 ？ 是否回路 內(nèi)無(wú)電流穿過(guò)？第11頁(yè)，共27頁(yè)。物理意義：（1）該定理表征了磁場(chǎng)為一“有旋場(chǎng)”。（3）Ii 的正負(fù)規(guī)定：當(dāng)Ii 的方向與環(huán)路的繞行方向符合 右手螺旋法則時(shí)為正，反之，為負(fù)。（4）要正確理解“電流穿過(guò)閉合回路”一詞的含義。（2） 定理中，B是環(huán)路內(nèi)外所有電流 激發(fā)的合磁場(chǎng)，而Ii

4、 指環(huán)路內(nèi)的傳導(dǎo)電流代數(shù)的 之和。第12頁(yè)，共27頁(yè)。下面看一道例題：LPo討論：由畢奧薩伐爾定律而由安培環(huán)路定理得：哪個(gè)結(jié)果錯(cuò)了呢？所謂“穿過(guò)”回路指：電流必須穿過(guò)以回路為邊界的任意曲面。顯然，第二種解法錯(cuò)誤。第13頁(yè)，共27頁(yè)。二 安培環(huán)路定理的應(yīng)用舉例 例1 求長(zhǎng)直密繞螺線管內(nèi)磁場(chǎng) 解 1 ) 對(duì)稱性分析螺旋管內(nèi)為均勻場(chǎng) , 方向沿軸向, 外部磁感強(qiáng)度趨于零 ，即 .第14頁(yè)，共27頁(yè)。 無(wú)限長(zhǎng)載流螺線管內(nèi)部磁場(chǎng)處處相等 , 外部磁場(chǎng)為零.2 ) 選回路 .+ 磁場(chǎng) 的方向與電流 成右螺旋.MNPO第15頁(yè)，共27頁(yè)。當(dāng) 時(shí)，螺繞環(huán)內(nèi)可視為均勻場(chǎng) 例2 求載流螺繞環(huán)內(nèi)的磁場(chǎng)。螺繞環(huán)內(nèi)半徑

5、為R1,2）選回路 .解 1） 對(duì)稱性分析；環(huán)內(nèi) 線為同心圓，環(huán)外 為零. 外半徑為R2,通有電流I,共N匝第16頁(yè)，共27頁(yè)。例3 無(wú)限長(zhǎng)載流圓柱體的磁場(chǎng)解 1）對(duì)稱性分析2）選取回路.Po第17頁(yè)，共27頁(yè)。 的方向與 成右螺旋第18頁(yè)，共27頁(yè)。例4 無(wú)限長(zhǎng)載流圓柱面的磁場(chǎng)解第19頁(yè)，共27頁(yè)。例5如圖，一截面為長(zhǎng)方形的環(huán)式螺線管，共N匝, 尺寸如圖，導(dǎo)線通有電流I。求：管內(nèi)磁通量。解:（1）由磁場(chǎng)分布情況，取環(huán)路：與螺線管同軸的同心圓環(huán)L(2) 取面元：dS=hdr ，則bahdrr第20頁(yè)，共27頁(yè)。bahdrr第21頁(yè)，共27頁(yè)。練習(xí)1、一對(duì)同軸無(wú)限長(zhǎng)直的導(dǎo)體圓筒，內(nèi)外筒的半徑分別為 R1和R2 ，電流由內(nèi)筒流去，外筒流回。求：（1）空間磁場(chǎng)分布；（2）圖中陰影部分的磁通量。IIL 解：（1）由安培環(huán)路定理得第22頁(yè)，共27頁(yè)。(2) 取面元：dS=L dr IIL第23頁(yè)，共27頁(yè)。練習(xí)2、如圖，一無(wú)限長(zhǎng)圓柱形導(dǎo)體，橫截面半徑為R，在導(dǎo)體內(nèi)有一半徑為a的圓柱形孔，它的軸平行于導(dǎo)體軸且與它相距b，設(shè)導(dǎo)體中載有均勻分布的電流I，求孔內(nèi)任意一點(diǎn)P的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的表達(dá)式。 PO1O2第24頁(yè)，共27頁(yè)。解：方法一：矢量法O1O2 x yPI電流面密度：無(wú)洞時(shí)：由安培環(huán)路定理得同理：在空洞處，