學(xué)習(xí)大物b物理課件chapter

§8-4安培環(huán)路定理靜電場(chǎng):

恒定磁場(chǎng):一.磁場(chǎng)的安培環(huán)路定理以無(wú)限長(zhǎng)直載流導(dǎo)線為例：Idr（1）電流穿過(guò)環(huán)路（2）多根載流導(dǎo)線穿過(guò)環(huán)路I1I2I3由于磁感應(yīng)強(qiáng)度是一個(gè)矢量，所以滿足疊加原理：I（3）電流在環(huán)路之外rdrBdl′說(shuō)明:回路外電流只影響B(tài)而不會(huì)影響它沿閉合回路的積分！安培環(huán)路定理:在真空中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B矢量沿任何閉合曲線L一周的線積分，等于閉合曲線所包圍的電流的代數(shù)和的o倍，而與曲線的形狀大小無(wú)關(guān)。注意：此公式中的磁場(chǎng)是所有電流共同激發(fā)的，但是對(duì)環(huán)流有貢獻(xiàn)的只有閉合環(huán)路內(nèi)包含的電流。說(shuō)明磁場(chǎng)是非保守場(chǎng)說(shuō)明：1、安培環(huán)路定理表達(dá)式中的電流強(qiáng)度是指閉合曲線所包圍，并穿過(guò)的電流強(qiáng)度，不包括閉合曲線以外的電流。2、安培環(huán)路定理表達(dá)式中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B是閉合曲線內(nèi)外所有電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度。3、電流的符號(hào)規(guī)定：當(dāng)電流方向與積分路徑的繞行方向構(gòu)成右手螺旋關(guān)系時(shí)電流為正，反之為負(fù)。I1I2I3I4思考？I1I2I3I4III2）若，是否回路上各處？

是否回路內(nèi)無(wú)電流穿過(guò)？問(wèn)1）是否與回路外電流有關(guān)？(1)分析磁場(chǎng)的對(duì)稱性；(2)過(guò)場(chǎng)點(diǎn)選擇適當(dāng)?shù)穆窂剑沟醚卮谁h(huán)路的積分易于計(jì)算：的量值恒定，與的夾角處處相等；(3)求出環(huán)路積分；(4)用右手螺旋定則確定所選定的回路包圍電流的正負(fù)，最后由磁場(chǎng)的安培環(huán)路定理求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。應(yīng)用安培環(huán)路定理的解題步驟：二、安培環(huán)路定理的具體應(yīng)用說(shuō)明：積分路徑的選擇a、b、若

閉合回路上各點(diǎn)大小相等

當(dāng)電流分布具有對(duì)稱性時(shí)（無(wú)限長(zhǎng)、無(wú)限大、柱對(duì)稱等），可應(yīng)用安培環(huán)路定理求磁場(chǎng)分布。1、長(zhǎng)直螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度cabd選如圖所示矩形abcd由安培環(huán)路定理穿過(guò)矩形環(huán)路的電流強(qiáng)度：由安培環(huán)路定理：設(shè)：n為單位長(zhǎng)度匝數(shù)cabd2、螺繞環(huán)內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度由安培環(huán)路定理選如圖所示圓環(huán)r

3、無(wú)限長(zhǎng)載流圓柱形導(dǎo)體的磁場(chǎng)分布設(shè)真空中有一無(wú)限長(zhǎng)載流圓柱體，圓柱半徑為R，圓柱橫截面上均勻地通有電流

I，沿軸線流動(dòng)。求磁場(chǎng)分布。

解：由對(duì)稱性分析，圓柱體內(nèi)外空間的磁感應(yīng)線是一系列同軸圓周線，如圖所示。（1）r＞R（2）r＜R即同理即應(yīng)用安培環(huán)路定理若為面分布，即電流

I

均勻分布在圓柱面上，則由安培環(huán)路定理得空間的磁場(chǎng)分布為若電流I均勻分布在如圖所示的橫截面上，則由安培環(huán)路定理得空間的磁場(chǎng)分布為解：已知：半徑為a的無(wú)限長(zhǎng)直均勻載流圓柱體內(nèi)有一半經(jīng)為b的長(zhǎng)圓柱空腔,給此導(dǎo)體通以電流I,兩軸線間距為d，求：空腔內(nèi)任意點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度圓柱內(nèi)的磁場(chǎng)(r<R)選l（如圖所示圓環(huán)）oabIo’r.o'.o.P結(jié)論：空腔里為勻強(qiáng)磁場(chǎng)4、求無(wú)限大平面電流的磁場(chǎng)

解

電流面密度為j推廣：有厚度的無(wú)限大平面電流?在外部?在內(nèi)部

x一、帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中所受的力電場(chǎng)力磁場(chǎng)力（洛侖茲力）運(yùn)動(dòng)電荷在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中受的力⊙§8-5帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1.運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直R+周期：頻率：結(jié)論：帶電粒子作勻速率圓周運(yùn)動(dòng)。二、帶電粒子在均勻磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)2.運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行F=0+結(jié)論：帶電粒子作勻速直線運(yùn)動(dòng)。3.運(yùn)動(dòng)方向沿任意方向螺距：結(jié)論：帶電粒子作螺旋運(yùn)動(dòng)。三、帶電粒子在非均勻磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)磁約束裝置托卡馬克裝置全超導(dǎo)非圓截面托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(EAST)國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)堆（ITER）示意圖托卡馬克裝置范?艾侖(VanAllen)輻射帶帶電粒子在磁場(chǎng)中的作用美麗的極光1、磁聚焦四、帶電粒子在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用螺距：θe2、速度選擇器FmFe+v+++++++++++++--------------

1932年勞倫斯研制第一臺(tái)回旋加速器的D型室.此加速器可將質(zhì)子和氘核加速到1MeV的能量，為此1939年勞倫斯獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).3、回旋加速器通過(guò)半圓盒的時(shí)間：振蕩器的周期：到半圓盒邊緣時(shí)U~我國(guó)于1994年建成的第一臺(tái)強(qiáng)流質(zhì)子加速器，可產(chǎn)生數(shù)十種中短壽命放射性同位素。7072737476鍺的質(zhì)譜...................................................................+-速度選擇器照相底片質(zhì)譜儀的示意圖4、質(zhì)譜儀5、霍耳效應(yīng)

1879年，霍耳（E.H.Hall）發(fā)現(xiàn)，把一載流導(dǎo)體放在磁場(chǎng)中時(shí)，如果磁場(chǎng)方向與電流方向垂直，則在與磁場(chǎng)和電流兩者垂直的方向上出現(xiàn)橫向電勢(shì)差。這一現(xiàn)象稱為“霍耳效應(yīng)”，這電勢(shì)差稱為“霍耳電勢(shì)差”。dbI+++++++++++++----------------

V1V2

-v動(dòng)態(tài)平衡時(shí)：（RH稱為霍耳系數(shù)）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：U霍耳系數(shù)1、判斷下列半導(dǎo)體類型霍耳效應(yīng)的應(yīng)用IN型半導(dǎo)體（定向運(yùn)動(dòng)的電荷為負(fù)電荷）IP型半導(dǎo)體（定向運(yùn)動(dòng)的電荷為正電荷）+2、測(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度和載流子濃度nV1V2

+++++++++-----------+++++++++------------vV1V2

3、磁流體發(fā)電+++++++++++++++------