高二物理競(jìng)賽磁場(chǎng)的高斯定理和安培環(huán)路定理課件

第八章恒定電流的磁場(chǎng)§8.1電流§8.3畢奧—薩伐爾定律及其應(yīng)用§8.2磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度§8.4磁場(chǎng)的高斯定理和安培環(huán)路定理§8.5磁場(chǎng)對(duì)電流的作用§8.6磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用§8.7磁介質(zhì)及其磁化特性§8.8有磁介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理磁場(chǎng)強(qiáng)度1.定律：載流回路的任一電流元,在空間任意一點(diǎn)處所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為

其中是電流元到場(chǎng)點(diǎn)的徑矢。的大小為：的方向?yàn)椋核鶝Q定的方向。一、畢奧-薩伐爾定律上一講回顧任意形狀的載流導(dǎo)線所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為：矢量積分!二、畢奧-薩伐爾定律的應(yīng)用解題步驟:方向:圖示!(3)分析對(duì)稱,建立坐標(biāo)系,則:上一講回顧三、幾種典型載流導(dǎo)線的磁場(chǎng).1、2、無(wú)限長(zhǎng)直載流導(dǎo)線的磁場(chǎng).上一講回顧3、圓形電流軸線上的磁場(chǎng).4、圓弧電流弧心處的磁場(chǎng).5、圓電流圓心處的磁場(chǎng).上一講回顧§8.4磁場(chǎng)的高斯定理和安培環(huán)路定理一、磁通量磁場(chǎng)中的高斯定理二、安培環(huán)路定理三、例題分析一、磁通量磁場(chǎng)中的高斯定理1、磁感應(yīng)線(磁力線)磁感應(yīng)線的性質(zhì)：在磁場(chǎng)中引入磁感應(yīng)線,用來(lái)形象描繪磁場(chǎng)分布.①、磁感應(yīng)線上任一點(diǎn)的切線方向都與該點(diǎn)處的磁場(chǎng)方向一致.②、磁場(chǎng)較強(qiáng)的地方，磁感應(yīng)線較密，反之，磁力線較疏.畫(huà)法（1）、磁感應(yīng)線是無(wú)頭無(wú)尾的閉合曲線。（2）、任何兩條磁感應(yīng)線不相交.§8.4磁場(chǎng)的高斯定理和安培環(huán)路定理

磁感應(yīng)線是與激發(fā)磁場(chǎng)的電流互相套連的閉合線,繞行方向與電流流向成右手螺旋關(guān)系.§8.4磁場(chǎng)的高斯定理和安培環(huán)路定理單位：韋伯(Wb).

式中為與的法向單位矢量之間的夾角，為面元矢量。解:如圖建立坐標(biāo)系,§8.4磁場(chǎng)的高斯定理和安培環(huán)路定理3、高斯定理規(guī)定：對(duì)于閉合曲面由里向外為法線的正方向。

由閉合曲面穿出的磁通量為正，進(jìn)入閉合曲面的磁通量為負(fù)。由于磁感應(yīng)線是閉合線，因此穿入閉合曲面的磁感應(yīng)線數(shù)必然等于穿出閉合曲面的磁感應(yīng)線數(shù)，所以通過(guò)任一閉合曲面的總磁通量必然為零。即：

磁場(chǎng)為無(wú)源場(chǎng)，磁單極子不存在?！?.4磁場(chǎng)的高斯定理和安培環(huán)路定理1、利用無(wú)限長(zhǎng)直電流的磁場(chǎng),引出安培環(huán)路定理①、同心圓二、安培環(huán)路定理§8.4磁場(chǎng)的高斯定理和安培環(huán)路定理②、同一平面任意閉合環(huán)路③、不在同一平面任意閉合環(huán)路§8.4磁場(chǎng)的高斯定理和安培環(huán)路定理④、閉合環(huán)路中沒(méi)有包括電流與環(huán)路外的電流無(wú)關(guān)!§8.4磁場(chǎng)的高斯定理和安培環(huán)路定理

在恒定磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度沿任一閉合環(huán)路的線積分，等于穿過(guò)該環(huán)路的所有電流的代數(shù)和的倍。說(shuō)明：①、積分的回路方向與電流方向滿足右手螺旋關(guān)系時(shí)，電流取正；相反則電流取負(fù)。②、為穿過(guò)以L為邊界的曲面的電流。2、安培環(huán)路定理③、是空間所有電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和，其中也包括不穿過(guò)的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，只不過(guò)后者產(chǎn)生的磁場(chǎng)沿積分后的總效果等于零。磁場(chǎng)是渦旋場(chǎng)§8.4磁場(chǎng)的高斯定理和安培環(huán)路定理靜電場(chǎng)磁場(chǎng)比較磁場(chǎng)沒(méi)有保守性，它是非保守場(chǎng)，或渦旋場(chǎng)電場(chǎng)有保守性，它是保守場(chǎng)，或有勢(shì)場(chǎng)電力線起于正電荷、止于負(fù)電荷。靜電場(chǎng)是有源場(chǎng)

磁力線閉合、無(wú)自由磁荷磁場(chǎng)是無(wú)源場(chǎng)§8.4磁場(chǎng)的高斯定理和安培環(huán)路定理例2.求下列各環(huán)路的②①③①②③解:§8.4磁場(chǎng)的高斯定理和安培環(huán)路定理3.安培環(huán)路定律的應(yīng)用

應(yīng)用安培環(huán)路定律求解磁場(chǎng)分布具有空間特殊對(duì)稱性問(wèn)題.(a)若我們能確定環(huán)路L,在L上各點(diǎn)大小相等,方向沿環(huán)路L的切向,則有:如無(wú)限長(zhǎng)直線電流的磁場(chǎng).(b)環(huán)路L(要求解的場(chǎng)點(diǎn))上滿足條件(a);而環(huán)路的其余部分,或者,這樣有:§8.4磁場(chǎng)的高斯定理和安培環(huán)路定理解:由電流分布的對(duì)稱性,可知磁感應(yīng)線分布如圖.選取安培環(huán)路如圖:§8.4磁場(chǎng)的高斯定理和安培環(huán)路定理○[解]：例4、求均勻載流無(wú)限長(zhǎng)圓柱導(dǎo)體內(nèi)外的磁場(chǎng)分布?！?.4磁場(chǎng)的高斯定理和安培環(huán)路定理[解]:例5、求長(zhǎng)直螺線管內(nèi)的磁場(chǎng)。設(shè)螺線管的長(zhǎng)度為，共有匝線圈，單位長(zhǎng)度上有匝線圈，通過(guò)每匝線圈電流為。管內(nèi)中間部分的磁場(chǎng)是均勻的，方向與管的軸線平行，在管的外側(cè)磁場(chǎng)很弱，可以忽略不計(jì)?！?.4磁場(chǎng)的高斯定理和安培環(huán)路定理作業(yè)習(xí)題冊(cè)第八章（二）P28習(xí)題冊(cè)P29下次習(xí)題課

一矩形截面的螺繞環(huán)的內(nèi)外直徑分別為和，厚度為h

。（1）試求環(huán)內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布；（2）試證明通過(guò)螺繞環(huán)截