恒定磁场讲义.ppt

3. 讨论： （1） 则 M 0 ， 线圈处于稳定平衡状态， 此时通过线圈的磁通量 最大。 （2） 则 M 0 ， 线圈处于非稳定平衡状态， 此时通过线圈的磁通量 则 ， 稳定平衡 非稳定平衡 （3） 此时通过线圈的磁通量 。 磁力矩最大 转向稳定平衡状态。 × 例 4：如图所示，半径为R，电流为I的圆形载流线圈放在均匀磁场中，磁感应强度B沿X轴正向，问线圈受力矩情况如何？ 可用公式直接求： 课后练习: 求： 1 线圈的磁矩； 2 线圈所受力矩； 一半径为R 的半圆形闭合线圈，通有电流 I ，线圈放在均匀外 磁场 中， 的方向与线圈平面成 30 0 角，线圈有 N 匝。 电场、磁场中典型结论的比较 外 内 内 外 长直圆柱面 电荷均匀分布 电流均匀分布 长直圆柱体 长直线 电脑模拟系统破解地球磁场南北颠倒之谜:在过去的数十亿年中，地球磁场曾多次发生翻转，这可以在地球岩石中找到大量证据。专家认为，地球磁场来自地球深处的地心部分。固体的地心四周是处在熔解状的铁和镍液体。地心在金属液中的运动，产生了电流，形成了地球磁场。而该磁场屏蔽了宇宙射线，主要是太阳风暴对地球的袭击，保护了地球生命的延续。科学家发现，火山岩浆凝固时，其中的铁总是按磁场方向排列。专家把这一现象称为地球动力学，地球磁场是由地球动力支配的，他们根据这一理论发展的电脑模拟系统发现，地心周围的液体物质，总是处在不稳定状态，以非常缓慢的速度转动，一般大约每年移动一度。然而在受到某种干扰时，这个速度会变得越来越快，使原有的磁场偏离极地越来越远，最后发生南北极互换的现象。 o 设闭合回路 为圆形回路（ 与 成右螺旋） §5 安培环路定理 静电场 磁 场 一、圆形积分回路 o 若回路绕向为逆时针 对任意形状的回路 电流在回路之外 推广： 1 可以证明无论回路 L 形状如何， 电流的形状如何 直、曲、面、体 上式都成立。 2 多根电流的磁场 3 电流处于回路之外，则 4 同一电流与回路有 N 次套和，则 5 电流方向与回路绕行方向成右手关系时 I 取正， 例： 如图 反之取负。 安培环路定理 在真空的恒定磁场中，磁感强度 沿任一闭合路径的积分的值，等于 乘以该闭合路径所穿过的各电流的代数和. 电流 正负的规定 ： 与 成右螺旋时， 为正；反之为负. 注意 二. 讨论 2 该定理适用于稳恒电流的磁场。 1 定理中的 指环路上各点的磁感应强度，是空间 所有电流共同产生的 并非回路上各点的 安培环路定理: （3）安培环路定理表明：稳恒磁场不是保守场。 静电场 稳恒磁场 磁场没有保守性，它是 非保守场，或无势场 电场有保守性，它是 保守场，或有势场 电力线起于正电荷、 止于负电荷。 静电场是有源场 磁力线闭合、 无自由磁荷 磁场是无源场 1. 无限长均匀载流圆柱体的磁场 安培环路定理是普遍成立的，但用其求磁感应强度 B 却 要求磁场分布具有对称性，这样才能把 B 从积分号中拿出， 因而要求电流的分布具有对称性。 三、安培环路定理应用举例 （计算B的方法之二） 例1 无限长载流圆柱体的磁场 解 （1）对称性分析 （2） . 的方向与 成右螺旋 例2 无限长载流圆柱面的磁场 解 小结： （1）严格把握定理成立条件和解题条件的区别； （2）解题步骤： ①根据电流对称性分析磁场分布对称性； ②选取适当安培回路，使B能以标量形式从积分号内脱出。 （3）安环与毕萨的区别： 毕－萨普适。原则上可求任意电流的磁场：电流元的、一段电流的、整个电流的。缺点是叉积、投影、积分都比较困难； 安环容易。但是不能求一段或部分电流的磁场。 §6 带电粒子在电磁场中的运动 一、洛仑兹力 洛仑兹力 — 磁场对运动电荷的作用力。 + 洛仑兹力 大小： 方向：右手法则 1. 洛仑兹力与运动电荷的速度有关。 而静电力与电荷速度无关 磁场对静止电荷无作用力。 而电场有 2. 洛仑兹力垂直磁场： 3. 洛仑兹力垂直电荷的运动速度： ★洛仑兹力的特点： 不改变电荷速度的大小只改变其运动方向； 对电荷不做功。 4. 洛仑兹力的方向与电荷的正负有关： + - （而 二、带电粒子在均匀磁场中的运动 1. 匀速直线运动 。 2. 匀速率圆周运动。 半径： 周期： 频率： 3. 与 成任意角 （1） 使粒子沿∥磁场的方向作匀速直线运动； （2） 使粒子在⊥磁场的平面内作匀速圆周运动。 粒子合成运动是作螺旋运动。 半径： 周期： 螺距： 三、带电粒子在电磁场中受力公式 — 洛仑兹公式 四、应用 1。质谱仪 研究、分析同位素组成的仪器。 2。滤速器 质谱仪的重要配件。 2. 质谱仪