磁介质中安培环路定理-3.pptx

二、基本概念二、基本概念1、真空中安培环路定理、真空中安培环路定理2、磁介质中安培环路定理、磁介质中安培环路定理3、磁介质的介质方程、磁介质的介质方程4、磁场对载流导线的作用（安培定律）、磁场对载流导线的作用（安培定律）5、磁场对载流线圈的作用的磁力矩、磁场对载流线圈的作用的磁力矩静电场与静磁场的比较静电场与静磁场的比较静电场静电场静磁场静磁场静磁场静磁场（稳恒磁场）（稳恒磁场）（稳恒磁场）（稳恒磁场）物理量物理量物理量物理量高斯定理高斯定理高斯定理高斯定理环路定理环路定理环路定理环路定理性质方程性质方程性质方程性质方程例例:取一闭合环路取一闭合环路L L，使其环绕四根载有稳恒电流的导线。，使其环绕四根载有稳恒电流的导线。现改变四根导线之间的相对位置，但不越出该闭合环现改变四根导线之间的相对位置，但不越出该闭合环 路，则路，则A A 环路环路L L内的内的I I不变，不变，L L上各点的上各点的B B一定不变一定不变B B 环路环路L L内的内的I I不变，不变，L L上各点的上各点的B B可能改变可能改变C C 环路环路L L内的内的I I改变，改变，L L上各点的上各点的B B一定不变一定不变D D 环路环路L L内的内的I I改变，改变，L L上各点的上各点的B B可能改变可能改变 B 例例1 在图（在图（a）和（）和（b）中各有一半径相同的圆形回）中各有一半径相同的圆形回路路L1、L2，圆周内有电流，圆周内有电流I1、I2，其分布相同，且均，其分布相同，且均在真空中，但（在真空中，但（b）中）中L2回路外有电流回路外有电流I3，P1、P2为两为两圆形回路上的对应点，则圆形回路上的对应点，则I1I2P1L1（a）I1I2P2L2I3（b）(3)PaAByxl例例2 如图如图,平行的无限长载流导线平行的无限长载流导线A和和B，电流强度为，电流强度为I，垂直纸面向外，两根载流导线之间相距为垂直纸面向外，两根载流导线之间相距为a，则，则（1）AB中点（中点（P点）的磁感应强度点）的磁感应强度（2）磁感应强度）磁感应强度 沿图中沿图中 环路环路l的线积分的线积分0环路环路a环路环路b环路环路c I 2IbaccII3I例例3 两根长直导线分别通有两根长直导线分别通有电流电流 I、2I，如图示有三种环，如图示有三种环路；求在每种情况下路；求在每种情况下 和和 的环流。的环流。例例4 如图，电荷如图，电荷q(0)均匀地分布在一个半径为均匀地分布在一个半径为R的薄的薄球壳外表面上，若球壳以恒角速度球壳外表面上，若球壳以恒角速度 0绕绕Z轴转动，则轴转动，则沿着沿着Z轴从轴从-到到+磁感应强度的线积分磁感应强度的线积分R 0Z例例5 解：柱对称电流产生柱对称磁场，解：柱对称电流产生柱对称磁场，以以r为半径作圆周为半径作圆周l,选选l为积分为积分环路，方向与内柱体电流构成环路，方向与内柱体电流构成右手螺旋右手螺旋.rP在在arb区域任取一点区域任取一点P;过过P向柱轴作垂线，垂线长向柱轴作垂线，垂线长r;则则:书书P179 11-13 一根很长的一根很长的同轴电缆同轴电缆,由一导体圆柱由一导体圆柱(半径为半径为a)和一同轴的导体和一同轴的导体管管(内、外半径分别为内、外半径分别为b、c)构成构成,使用时使用时,电流电流I从一导从一导体流出去体流出去,从另一导体流从另一导体流回回.设电流都是均匀地分布设电流都是均匀地分布在导体横截面上在导体横截面上。例例6求求:空间各点处磁感应强度空间各点处磁感应强度 大小的分布。大小的分布。解解:根据根据 安培环路定理安培环路定理1）ra2)arb3)brc4)例例7 一无限长圆柱形铜导体（磁导率一无限长圆柱形铜导体（磁导率 0），半径为），半径为R，通有均匀分布的电流通有均匀分布的电流I，导体外充满相对磁导率，导体外充满相对磁导率 r的磁的磁介质。介质。今有一矩形平面今有一矩形平面S（长（长1m，宽，宽2R），位置如右），位置如右图中画斜线部分所示，求通过该矩形平面的磁通量图中画斜线部分所示，求通过该矩形平面的磁通量.解：解：IS2R1m rddABCIAIBIC例例8 A、B、C为三根共面的长直导线，各通有为三根共面的长直导线，各通有10A的的 同方向电流，导线间距同方向电流，导线间距d=10 cm，则每根导线每厘米所，则每根导线每厘米所受力的大小为受力的大小为0例例9 一无限长直线电流一无限长直线电流I1，沿一半径为，沿一半径为R的圆电流的圆电流I2的的直径穿过，求：直径穿过，求：（1）半圆弧）半圆弧adb受受直线电流直线电流I1的作用力的大小和方向；的作用力的大小和方向；（2）整个圆电流）整个圆电流I2受受直线电直线电 流流I1的作用力的大小和方向。的作用力的大小和方向。I1aI2bdOxy解：步骤：解：步骤：1）建立坐标系）建立坐标系Oxy2）在载流导线）在载流导线 I2上任取上任取电流元电流元 ，对应，对应 r、r写出写出 处处 的表达式的表达式I1aI2bdOxy r大小：大小：3）方向：图示方向：图示4）分析对称性，找出）分析对称性，找出dFx、dFy与与 dF 的几何关系（选的几何关系（选Ox轴为轴为对称轴对称轴）由对称性知由对称性知Fy=05）求出）求出Fx力的方向向右力的方向向右