第八章 恒定电流的磁场ppt课件.ppt

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1、第八章恒定电流的磁场§8-2磁感应强度磁场的高斯定理§8-3毕奥–萨伐尔定律及其应用§8-4安培环路定理及其应用§8-5带电粒子在电磁场中的运动§8-6磁场对载流导线的作用磁力的功§8-7,8磁介质，有磁介质时的安培环路定理9/26/2021§8-2磁感应强度磁场的高斯定理一基本磁现象1）磁性：磁极（N极，S极）同性相斥异性相吸2）磁极：磁铁的两个极不能被分割为独立的N极与S极这是磁极与电荷的基本区别2电流与磁性1）载流导线附近的磁针会发生偏转。2）介质对磁场的作用会有影响一切物质都可称为磁介质1基本磁现象3）磁现象的电本质：一切磁现象均起源于电荷的运动静止电荷静止电荷静止电荷之间的作用力—

2、—电场力运动电荷之间的作用力——电场力+磁场力运动电荷运动电荷电场磁场传递磁相互作用3磁场磁场的对外表现1）磁场对磁场内的运动电荷，或载流导线会有力的作用2）载流导体在磁场内移动时，磁场的作用力会对载流导体作功3）磁场能使处于磁场内磁介质发生磁化洛仑兹力运动电荷在磁场中受力设计实验确定空间一点的磁感应强度二磁感应强度电荷q在磁场中运动，它在P点所受的磁力有两种特殊情况：(a)存在一个特定的方向，沿此方向运动的电荷受磁力为零，规定此方向为P点磁感强度的方向。(b)存在一个唯一的平面，当电荷在此平面内运动时受磁力最大(Fmax)，此时垂直于。磁场中某点磁感应强度的指向可用右螺旋法则来定。单位：若

3、F～牛顿(N)，v～米秒(ms)，q～库仑(C)，则B～特斯拉(T)。常用的单位还有高斯制：1T=104Gs磁场服从叠加原理定义P点磁感强度的大小为:一般Fmax的大小随场点P、电量q、速度v的变化而变。对某点P，，但比值却与无关，是个表征磁场本身性质的物理量。三磁场的高斯定理1磁感应线2)与形成磁场的电流相套连.磁感应线特点1)无头无尾的闭合曲线.形象描绘磁场的分布。磁感应线上任意一点的切线方向与该点的磁场方向一致，且穿过垂直于B的单位面积上的磁感应线数，与B的大小相等几种不同形状电流磁场的磁感应线右手螺旋关系电流磁感应线2、磁通量通过给定曲面的磁感应线数1）.均匀磁场S⊥S⊥S2）.

4、非均匀磁场、任意曲面磁场是无源场.3）磁场的高斯定理例题一磁场的磁感应强度为则通过一半径为R，开口向-Z方向的半球壳曲面的磁通量为多少？解：§8-3毕奥–萨伐尔定律及其应用一毕奥–萨伐尔定律真空中的磁导率电流元由电流元指向场点的单位矢量CD*P例1载流长直导线的磁场.解方向均沿x轴的负方向二毕奥---萨伐尔定律应用举例1无限长载流直导线:当L（a<

5、-4计算亥姆霍兹线圈的磁场。在实验室中，为获得不太强的均匀磁场，可采用一对半径相同的同轴载流线圈来产生，两者之间的距离等于半径R.分析磁场叠加原理在P点两侧各处的Q1、Q2两点，在圆心O1、O2处磁感应强度相等，在两线圈间轴线上中点P处，解:设两线圈均为N匝，通过电流为I，求：一段圆弧圆电流在其曲率中心处的磁场。例题RIab方向解：Idl︵⊙例题：一段载流导线折成图示形状,求O点处的磁场。解：将载流导线分成四段方向⊙例题电流I由长直导线1沿垂直bc边方向经a点流入一电阻均匀分布的正三角形金属线框，再由b点沿cb方向流出，经长直导线2返回电源。如图所示，若载流导线1、2和三角形框在框中心O点

6、产生的磁感应强度分别为，则O点的磁感应强度大小为多少？解：⊙方向例题I宽度为a的无限长金属平板，均匀通电流I，Pdx0将板细分为许多无限长直导线每根导线宽度为dx通电流解：建立坐标系x所有dB的方向都一样：求：图中P点的磁感应强度(P点与金属板共面)。一段载流直导线无限长载流直导线半无限长载流直导线垂直端面上延长线上一段圆弧圆电流〔例题〕如图所示，在半径为R的木球上紧密地绕有细导线，相邻线圈可视为相互平行，以单层盖住半个球面，沿导线流过的电流为I，总匝数为N，求此电流在球心处产生的磁感应强度。解：单位弧长的匝数取如图所示圆电流环通过电流环的电流强度为：该电流环在O点产生的磁感应强度为：整个

7、半球面产生的磁感应强度为：四运动电荷的磁场1导体中的电流2电流元中的载流子数q载流子电量n载流子数密度v载流子飘移速度s导线的横截面积3运动电荷的磁场dlv－＋○例题半径为的带电薄圆盘的电荷面密度为,并以角速度绕通过盘心垂直于盘面的轴转动，求圆盘中心的磁感强度.解法一运动电荷的磁场解法二圆电流的磁场向外向内§8-4安培环路定理及其应用一安培环路定理1以无限长直线电流的情况为例闭合回路在垂直于直导线的平面内1