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时间:2021-11-19
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1、真空中的磁场第九章magneticfieldinvacuumchapter9magneticinduction9.1磁感应强度磁场在通有电流导线的周围,小磁针会发生偏转;运动电荷会受某种力的作用。理论和实验证明电流(或运动的电荷)能产生一种有别于静电场的另一种场,称为磁场。空间某点的磁场大小和方向,用磁感应强度B来描述。运动电荷(电流)磁场运动电荷(电流)磁感应强度的定义运动正电荷已知,实验表明,受力总是垂直于所决定的平面,力的大小与的大小及间的夹角有关,当时受力最大。某点的大小及方向由下式定义:方向大小+单位特斯拉1特斯拉(T)=104高斯(G)9.2毕
2、奥-萨伐尔定律Biot-Savart’slawP*一毕奥—萨伐尔定律(电流元在空间产生的磁场)真空磁导率任意载流导线在点P处的磁感强度磁感强度叠加原理毕奥-萨伐尔定律毕奥-萨伐尔定律比较:类似处:⑴都是元场源产生场的公式:一个是电流元产生磁场,一个是电荷元产生电场。⑵大小都和r2成反比。⑶与叠加原理一起使用,原则上可求解任意分布的磁场或电场。不同处:12345678例判断下列各点磁感强度的方向和大小.+++1、5点:3、7点:2、4、6、8点:毕奥—萨伐尔定律毕奥-萨伐尔定律解题步骤1.选取合适的坐标系、选取合适的电流元——根据已知电流的分布与待求场点的位
3、置;2.写出电流元产生的磁感应强度——根据毕奥-萨伐尔定律;3.计算磁感应强度的分布——叠加原理;4.一般说来,需要将磁感应强度的矢量积分变为标量积分,并选取合适的积分变量,来统一积分变量。毕奥---萨伐尔定律应用举例sinctgsinsin无限长sincoscos载流直导线的磁场方向沿Z轴负向,各电流元相同。(1)取电流元Idysin(2)统一变量IB电流与磁感强度成右螺旋关系半无限长载流长直导线的磁场*PIBX载流直导线的磁场sin成对抵消圆心处载流圆线圈轴上的磁场4)2)的方向不变(和成右螺旋关系)讨论*载流圆线圈轴上的磁场1)若线圈有匝3)若导线为
4、一段圆弧,张角为θ,载流线圈的磁矩载流线圈磁矩电流面积单位法矢(右手螺旋)oI(5)*Ad(4)*o(2R)I+R(3)oIIRo(1)x简单例题单位长度匝每匝电流内有匝,含电流载流密绕直螺线管轴上的磁场如图所示,有一长为l,半径为R的载流密绕直螺线管,单位长度的匝数为n,通有电流I.设把螺线管放在真空中,求管内轴线上一点处的磁感强度.无限长(1)无限长的螺线管(2)半无限长螺线管xBOcoscos的叠加的叠加应用长直电流磁场积分含电流lnln的积分的积分
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