磁场的高斯定理.ppt

磁场的高斯定理 一磁感线 切线方向 的方向 疏密程度 的大小 I 二磁通量磁场的高斯定理 磁通量 通过某曲面的磁感线数 匀强磁场下 面S的磁通量为 一般情况 物理意义 通过任意闭合曲面的磁通量必等于零 故磁场是无源的 磁场高斯定理 例如图载流长直导线的电流为 试求通过矩形面积的磁通量 解 END 安培环路定理 一安培环路定理 设闭合回路为圆形回路 与成右螺旋 若回路绕向为逆时针 对任意形状的回路 电流在回路之外 多电流情况 推广 安培环路定理 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 问 1 是否与回路外电流有关 2 若 是否回路上各处 是否回路内无电流穿过 例1求载流螺绕环内的磁场 解 1 对称性分析 环内线为同心圆 环外为零 二安培环路定理的应用举例 令 2 选回路 当时 螺绕环内可视为均匀场 例2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3无限长载流圆柱面的磁场 解 例4无限大均匀带电 线密度为i 平面的磁场 解 END 带电粒子在磁场中的运动 带电粒子在电场和磁场中所受的力 电场力 磁场力 洛伦兹力 运动电荷在电场和磁场中受的力 带电粒子在磁场中运动举例 回旋半径和回旋频率 安培力 一安培力 安培力 有限长载流导线所受的安培力 例1如图一通有电流的闭合回路放在磁感应强度为的均匀磁场中 回路平面与磁感强度垂直 回路由直导线AB和半径为的圆弧导线BCA组成 电流为顺时针方向 求磁场作用于闭合导线的力 根据对称性分析 解 A B C o 由于 A B C o 因 故 解取一段电流元 例2求如图不规则的平面载流导线在均匀磁场中所受的力 已知和 结论任意平面载流导线在均匀磁场中所受的力 与其始点和终点相同的载流直导线所受的磁场力相同 例3半径为载有电流的导体圆环与电流为的长直导线放在同一平面内 如图 直导线与圆心相距为d 且R d两者间绝缘 求作用在圆电流上的磁场力 O 解 O 二磁场作用于载流线圈的磁力矩 如图均匀磁场中有一矩形载流线圈MNOP 线圈有N匝时 稳定平衡 不稳定平衡 讨论 1 与同向 2 方向相反 3 方向垂直 力矩最大 结论 均匀磁场中 任意形状刚性闭合平面通电线圈所受的力和力矩为 磁矩 例4如图半径为0 20m 电流为20A 可绕轴旋转的圆形载流线圈放在均匀磁场中 磁感应强度的大小为0 08T 方向沿x轴正向 问线圈受力情况怎样 线圈所受的磁力矩又为多少 解把线圈分为JQP和PKJ两部分 以为轴 所受磁力矩大小 END 磁介质 一磁介质磁化强度 1磁介质 顺磁质内磁场 2顺磁质和抗磁质的磁化 无外磁场时抗磁质分子磁矩为零 抗磁质内磁场 3磁化强度 单位 安 米 分子磁矩 单位体积分子磁矩数 二磁介质中的安培环路定理 磁场强度 各向同性磁介质 相对磁导率 磁导率 例1有两个半径分别为和的 无限长 同轴圆筒形导体 在它们之间充以相对磁导率为的磁介质 当两圆筒通有相反方向的电流时 试求 1 磁介质中任意点P的磁感应强度的大小 2 圆柱体外面一点Q的磁感强度 解 同理可求 1磁畴 三铁磁质 2磁化曲线磁滞回线 顺磁质的B H曲线 0 矫顽力 当外磁场由逐渐减小时 这种B的变化落后于H的变化的现象 叫做磁滞现象 简称磁滞 由于磁滞 时 磁感强度 叫做剩余磁感强度 剩磁 3铁磁性材