大学物理-课件-习题.ppt

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1、第8章磁场的源本章研究电流激发磁场的规律，磁场的高斯定律和环路定理，讨论非均匀磁场中电流、线圈、运动电荷受力问题，掌握电流磁场的计算。18.1毕奥—萨伐尔定律（稳恒电流磁场）方向:大小:右手螺旋法则。一、电流元产生的磁场到场点P的径矢。实验发现：二、任意形状载流导线的磁场IPr2Note：1>该定律仅适用于稳恒电流元。2>B-S定律符合磁场的迭加原理；在计算时一般用其分量式。3>电流元不能在自身方向上激发磁场。三、B-S定律的应用－求磁场求几种典型稳恒电流分布的磁场分布。3例1求载流长直导线L的磁场分布。45（4）讨论：若导线为半

2、无限长，PI(2)PI(1)若直线上P点：PI(3)若导线为无限长，61无限长载流直线：大小：方向：与电流成右手螺旋如果是无限长带电直线：大小：方向：2半无限长载流直线：大小：方向：与电流成右手螺旋如果是半无限长带电直线：大小：方向：与带电直线成角73载流直线的延长线上：如果是带电直线的延长线上：8例2求半径为R电流为I的载流园线圈轴线上的磁场分布。解取一对对称的电流源，它们在p点产生一对元磁场.PIR9讨论：在圆心处，r0=0,一段圆弧在圆心处磁场，R10轴线以外的磁场较复杂，可定性给出磁感应线，电流与B线仍服从右手螺旋关

3、系。磁偶极子NS磁偶极矩若有N匝线圈，总磁矩为：x>>R时：即:比较：(延长线上)n与I的方向成右手关系11例3无限长直线电流(I1,I2,距离P点均为d),求BPI1ddPI2例4弯曲载流导线(如图)在同一平面内，O为两半圆弧的共同圆心(R1,R2)，电流自远来到远去，则BO=？OR1R212345P12例5求如图所示的载流导线在圆心0处的磁场。解将导线看成由三部分组成13例6求载流直螺线管的磁场(R,I,n)解：(方向匀向右)看作许多圆电流压在一起21P142>端点处：3>外部：无限长直螺线管,管内为均匀场,

4、管外B=0无限长直线电流：圆电流圆心：无限长螺线管：★1>无限长：讨论2115例7一根细棒弯成圆环形状，如图，棒上单位长带电（电荷的线密度），设此圆环绕它的轴线以角速度旋转，试求其轴线上p点的磁感应强度。解：带电园环旋转形成电流整个圆环的电量q=2R而=2nn=/2电流I=qn=2Rn=R轴线上p点的磁感强度：0RIpx16例8有一均匀带电细直导线段AB，长为b，线密度为，绕0轴以匀速转动，A端距0轴距离a不变。求0点的磁感应强度B和磁矩pm。ABOabrdr解这是带电线旋转形成电流，电流

5、又激发磁场的问题。带电线各线元绕轴转动时形成半径不同的载流园环，在o点的B为17求磁矩m半径为r的dr园环产生的磁矩dm为ABOabrdr18例9求半径为R的无限长半圆形柱面导体轴线上p点的磁场。其上流有电流I，电流均匀分布。IdlR解：xy沿x轴正方向19*8.2匀速运动点电荷的磁场讨论稳恒电流中匀速运动电荷激发的磁场（非相对论的v<

6、21磁场(2)方向:垂直及其组成平面.大小:由(1)(2）得运动电荷在空间任意一点产生的电场、磁场间关系——真空中光速。电场(1)二、运动电荷的电场与磁场关系22例1无限长载流直导线通有电流I＝10A，一质子以v=2103m/s沿如图所示方向运动，此刻二者相距1m。求质子受长直导线磁力的大小和方向。解：长直导线的磁场质子受到洛仑兹力为方向：下面讨论在非均匀磁场中带电体受磁力作用问题。23例2长直导线通有电流I1＝20A,其旁边有另一载流直导线ab，其长为0.2m,通有电流I2＝20A，a端至长直导线距离为0.1m,I1和I2共面，

7、试求导线ab所受的力。解：I1在导线I2产生的场在I2上取dl,其上受力dF=IdlB24例3半径为R的圆形线圈载有电流I2，如置于无限长载流I1的导线的磁场中（导线恰过圆心），如图，求线圈所受I1的磁力。xyI1I2OR解：由对称性知，只需计算1/4圆即可取第一象限，有25例4电流I1的长直导线旁有一个与它共面的正方形线圈(I2、a)，线圈中心与直导线间距离为3/2a,在维持二者电流不变和保证共面的条件下,将它们的距离从3/2a变为5/2a,求磁场对线圈所做的功。解线圈受力为左右两边受力的差：I1I23/2a5/2ax26一、定

8、义：三、的计算：B-S定律——方法13个模型：长直电流,圆电流中心,长直螺线管review二、B-S定律：P27作业：电磁学第8章P276—1、4、5288.3安培环路定理一、磁感应线（磁力线）（1）磁力线上每一点切