第 14 章 稳恒磁场.ppt

[例14-1] 直电流的磁场。 特例：无限长 §14.3 磁高斯定理 安培环路定理 一、磁通量 ：电流线密度 a b c d 无限大平面电流的磁场。 [例14-8] 解： END 单位长度的电流强度 对于矩形回路 §14.4 磁场对载流导线的作用 一、安培力公式 一个载流子受力： 一个电流元受力： 单位长度受力： 1A是如何定义的？ a [例14-9] 如图所示，求导线受力 ？ 解： [例14-10] 求匀强磁场中载流导线受力。 A B 解： 在均匀磁场中，和 AB 段直电流受力相同！ 二 、载流线圈在磁场中受到的力矩 1. 匀强磁场中之载流线圈 N 匝： 方向： 磁力矩 磁矩 I （俯视） 2. 匀强磁场中之任意形状平面载流线圈 小矩形： 总力矩： 三、磁力之功 扫过的磁通量或磁通之增量 1. 运动之载流导线 * 第 14 章 稳恒磁场 第 14 章 稳恒磁场 §14.1 磁感应强度 及洛仑兹力公式 §14.3 磁高斯定理 安培环路定理 §14.4 磁场对载流导线的作用 §14.5 带电粒子的运动 §14.2 毕奥—萨伐尔定律 §14.1 磁感应强度及洛仑兹力公式 一、电现象与磁现象密切相关 产生磁场的“源”： 1. 运动电荷 2. 传导电流 3. 永磁铁 磁场由分子电流产生 结论：一切磁现象起源于电荷的运动 。 Q 根据运动电荷或载流导线或小磁针在磁场中受力情况来描述磁场。 但（p点）沿某特定直线运动，则 ， 规定 // 该直线（零力线） 即 构成之平面。 2. 实验结论： 二、磁场的描述 则 ， 一般 ， 1. x y z q p o 4. 与 无关，只与位置有关。 规定： SI 中 B 之单位为特斯拉 (T) 3. 规定： x y z q p o 总结： 之大小为 方向沿零力线，且使 由于 洛仑兹力公式 故 （2） 二、带电粒子在匀强磁场中的运动 （1） ?粒子运动状态不变！ 粒子沿圆周运动！ END （3） 粒子沿螺旋线运动！ 回顾求任意形状带电体产生的 将导线分割： §14.2 毕奥—萨伐尔定律 电流元 方向 SI 制中 产生磁场之 线 真空磁导率 z o d z p 解： 每个电流元产生磁场同方向 z o d z p p [例14-2] 圆电流轴线上的磁场。 解： 垂直分量抵消！ y x z R o p z 定义磁矩： [例14-3] 螺线管产生的磁场。 解： 利用 一个薄片相当于一个圆电流 左端点 相当于无限长螺线管 对应于半无限长螺线管！ 解： 一个细窄条相当于一个直电流 x y o x dx y r p [例14-4] 无限长薄铜片，宽为a，电流I，求 铜片中心线上方之 B 。 x y o x dx y r p 对应于无限大面电流产生的磁场！ 解： [例14-5] 圆盘半径 R，带电 q , 以 ? 旋转， 求圆心处B 与 。 一个圆环相当于一个圆电流 END 一个圆环之磁矩 静电场高斯定理： 二、磁高斯定理 通过小面元磁通量 单位 任意电流系统可分为 各自产生磁场 通过闭合面之磁通量 通过闭合面之总磁通量 由毕奥—萨伐尔定律： S 静电场为有源场！ 磁场与电场不同等的原因：自然界无磁单极 狄拉克磁单极 磁场为无源场！ 三 、安培环路定理 静电场： 稳恒磁场： 若任选一根磁力线为闭合回路 无旋场 ？？？ 有旋场 l 绕向相反或电流反向， l I l 用长直电流的磁场来讨论： N次链套： 如空间有多个电流，则： ：处在积分回路中的电流 1. 代数和 2. 上述讨论不是严格证明，只是说明。 4. 仅适用稳恒电流产生的磁场 磁场为有旋场！ 电流是磁场的涡旋中心 3. 但安培环路定理表达式中的电流强度是指穿过闭合曲线的电流，不包括闭合曲线以外的电流。 注意： o R P r I r B R o 无限长圆柱面电流的磁场。 [例14-6] 解： 对称性分析结论： 磁场沿回路切线，各点大小相等 （环内） （环外） R I N 解： 螺绕环电流的磁场。 [例14-7] * *