恒定磁场3.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,9,讲 恒定磁场,上节复习,运动电荷,运动电荷,磁场传递磁相互作用,q,沿此直线运动时,3.毕奥萨伐尔定律,(1)无限长直导线,(2)载流圆线圈的磁场,(3)无限长载流螺线管,1.,内容提要,11.3 磁场的高斯定理,11.4 磁场的安培环路定理,二.安培环路定理的应用,11.5 磁场对电流的作用,11.3 磁场的高斯定理,静电场：,磁 场：,一.磁力线,1.规定,(1)方向：磁力线切线方向为磁感应强度,的单位面积上穿过的磁力线条数为磁感,的方向,(2)大小：垂直,应强度,的大小,2.磁力线的特征,(1)无头无尾的闭合曲线,(2)与电流相互套连，服从右手螺旋定则,(3)磁力线不相交,通过面元的磁力线条数,通过该面元的磁通量,对于有限曲面,磁力线穿入,对于闭合曲面,规定,磁力线穿出,若在外部再做一个环路，可得,证明在 磁力线 为平行直线的空间中，同一根磁力线 上各点的磁感应强度值相等。,求螺绕环电流的磁场分布及螺绕环内的磁通量,在环路 L 外,(1)定义:真空中通有同值电流的两无限长平行直导线，若,系统有轴对称性，圆周上各点的 B 相同,(2)与电流相互套连，服从右手螺旋定则,同时，电流 1 处于电流 2 的磁场中，,任意形状载流导线在外磁场中受到的安培力,以无限长载流直导线为例,此段载流导线受的磁力。,磁场线都是闭合曲线,(磁高斯定理),电流产生的磁感应线既没有起始,点，也没有终止点，即磁场线,既,没有源头，也没有尾,磁场是无源场（涡旋场）,例,证明在 磁力线 为平行直线的空间中，同一根磁力线 上各点的磁感应强度值相等。,解,磁场的安培环路定理,静电场:,静电场是保守场,磁 场:,以无限长载流直导线为例,磁场的环流与环路中所包围的电流有关,若环路中不包围电流的情况？,若环路方向反向，情况如何？,对一对线元来说,环路不包围电流，则磁场环流为零,推广到一般情况,在环路,L,中,在环路,L,外,则磁场环流为,安培环路定律,恒定电流的磁场中，磁感应强度沿一闭合路径,L,的线积分等于路径,L,包围的电流强度的代数和的,倍,环路上各点的磁场为所有电流的贡献,(1),积分回路方向与电流方向呈右螺旋关系,满足右螺旋关系时,反之,(2),磁场是有旋场,电流是磁场涡旋的轴心,(3),安培环路定理只适用于闭合的载流导线，对于任意设想的一段载流导线不成立,图中载流直导线,设,例如,讨论,则,L,的环流为:,二.安培环路定理的应用,例,求无限长圆柱面电流的磁场分布。,P,L,解,系统有轴对称性，圆周上各点的,B,相同,P,时,过圆柱面外,P,点,做一圆周,时在,圆柱面,内做一圆周,无限长圆柱体载流直导线的磁场分布,区域：,区域：,推广,(2)若磁场为匀强场,若环路中不包围电流的情况？,在环路 L 中,点，也没有终止点，即磁场线既,求螺绕环电流的磁场分布及螺绕环内的磁通量,磁场线都是闭合曲线,(1)积分回路方向与电流方向呈右螺旋关系,同时，电流 1 处于电流 2 的磁场中，,电流 1 中单位长度上受的安培力,(1)安培定理是矢量表述式,(1)方向：磁力线切线方向为磁感应强度,若环路方向反向，情况如何？,求无限长圆柱面电流的磁场分布。,相距 1 米，单位长度受力,(2)载流圆线圈的磁场,电流 2 中单位长度上受的安培力,电流 2 处于电流 1 的磁场中,例,求螺绕环电流的磁场分布及螺绕环内的磁通量,解,在螺绕环内部做一个环路，可得,若螺绕环的截面很小，,若在外部再做一个环路，可得,螺绕环内的磁通量为,例,求无限大平面电流的磁场,解,面对称,载流导体产生磁场,磁场对电流有作用,大小：,方向：,由右手螺旋法则确定,任意形状载流导线在外磁场中受到的安培力,(1),安培定理是矢量表述式,(2),若磁场为匀强场,在匀强磁场中的闭合电流受力,磁场对电流的作用,讨论,安培力,x,y,O,A,I,L,此段载流导线受的磁力。,在电流上任取电流元,例,在均匀磁场中放置一任意形状的导线，电流强度为,I,求,解,相当于载流直导线,在匀强磁场中受的力，方向沿,y,向。,例,求两平行无限长直导线之间的相互作用力？,解,电流,2,处于电流,1,的磁场中,同时，电流 1 处于电流 2 的磁场中，,电流,2,中单位长度上受的安培力,电流 1 中单位长度上受的安培力,(1),定义:真空中通有同值电流的两无限长平行直导线，若,相距,1 米,，单位长度受力,(2),电流之间的磁力符合牛顿第三定律：,则电流为,1 安培,。,(3),分析两电流元之间的相互作用力,同理,两电流元之间的相互作用力，一般不遵守牛顿第三定律,讨论,(4),分析两根带电长直线沿长度方向运动时，带电线之间的作用力。,两带电线上的电流为,两带电线单位长度上的电荷之间的库仑力,在一般情况下，磁场力远小于电场力,例,求一载流导线框在无限长直导线磁场中的受力和运动趋势,解,1,2,3,4,方向向左,方向向右,整个线圈所受的合力：,线圈向左做平动,1,3,2,4,精品课件,！,精品课件,！,今日作业:,P179 11-13,感谢观看,