物理PPT课件6.1--6.3稳恒磁场

1、第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 b-sb-s定律定律xyzo一一 磁磁 场场运动电荷运动电荷运动电荷运动电荷磁场磁场0f二磁二磁 感应感应 强强 度度 的的 定定 义义b+v 带电粒子在磁场中运带电粒子在磁场中运动所受的力与运动方向有动所受的力与运动方向有关关. 实验发现带电粒子在实验发现带电粒子在磁场中沿某一特定直线方磁场中沿某一特定直线方向运动时不受力，此直线向运动时不受力，此直线方向与电荷无关方向与电荷无关.+vvv第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 b-sb-s定律定律 带电粒子在磁场中沿带电粒子在磁场中沿其他

2、方向运动时其他方向运动时 垂直垂直于于 与特定直线所组成与特定直线所组成的平面的平面.fv 当带电粒子在磁场中当带电粒子在磁场中垂直于此特定直线运动时垂直于此特定直线运动时受力最大受力最大.fffmaxvqfmax大小与大小与 无关无关v, q 磁感强度磁感强度 的定义：的定义：当当正电荷垂直于正电荷垂直于 特定直线运动特定直线运动时，受力时，受力 将将 方方向定义为该点的向定义为该点的 的方向的方向. bmaxfvmaxfbvqfmax第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 b-sb-s定律定律单位单位 特斯拉特斯拉mn/a1)t( 1+qvbmaxf 磁感强

3、度磁感强度 的定义：的定义：当当正正电荷垂直于特定直线运动电荷垂直于特定直线运动时，受力时，受力 将将 方方向定义为该点的向定义为该点的 的方向的方向. bmaxfvmaxfbvqfbmax磁感强度大小磁感强度大小运动电荷在磁场中受力运动电荷在磁场中受力bqf v第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 b-sb-s定律定律ip*三三 毕奥毕奥萨伐尔定律萨伐尔定律(电流元在空间产生的磁场电流元在空间产生的磁场)20sind4drlib30d4drrlib真空磁导率真空磁导率 270an104lidbd30d4drrlibb 任意载流导线在点任意载流导线在点 p 处

4、的磁感强度处的磁感强度磁感强度叠加原理磁感强度叠加原理rlidrbd第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 b-sb-s定律定律12345678lid例例 判断下列各点磁感强度的方向和大小判断下列各点磁感强度的方向和大小.r+1、5 点点 ：0db3、7点点 ：204ddrlib02045sin4ddrlib2、4、6、8 点点 ：30d4drrlib毕奥毕奥萨伐尔定律萨伐尔定律第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 b-sb-s定律定律yxzipcdo0r* 例例1 载流长直导线的磁场载流长直导线的磁场.bd解解20sind4d

5、rzibcdrzibb20sind4dsin/,cot00rrrz20sin/ddrz 方向均沿方向均沿 x 轴的负方向轴的负方向bd1r四四 毕奥毕奥-萨伐尔定律萨伐尔定律应用举例应用举例221dsin400ribzzd第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 b-sb-s定律定律）（2100coscos4ri 的方向沿的方向沿 x 轴的负方向轴的负方向.b21dsin400rib无限长无限长载流长直导线的磁场载流长直导线的磁场.021002rib）（2100coscos4rib12pcdyxzoib+第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强

6、度磁感强度 b-sb-s定律定律ib002rib 电流与磁感强度成电流与磁感强度成右螺旋关系右螺旋关系半无限长半无限长载流长直导线的磁场载流长直导线的磁场004ribp 无限长载流长直导线的磁场无限长载流长直导线的磁场r*pio221ibx x第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 b-sb-s定律定律ix 真空中真空中 , 半径为半径为r 的载流导线的载流导线 , 通有电流通有电流i , 称圆称圆电流电流. 求求其轴线上一点其轴线上一点 p 的磁感强度的方向和大小的磁感强度的方向和大小. 解解 根据对称性分析根据对称性分析sindbbbx20d4drlib例例

7、2 圆形载流导线的磁场圆形载流导线的磁场.rbdbblidpro*第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 b-sb-s定律定律xxrp*20dcos4drlibxlrlib20dcos4222cosxrrrrrlrirb2030d42322202）（rxirb20d4drlibobdrlid第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 b-sb-s定律定律2322202）（rxirbrib20 3）0 x3032022xisbxirb，4）rx2） 的方向不变的方向不变( 和和 成成右螺旋右螺旋关系）关系）0 xbib1）若线圈有）若线

8、圈有 匝匝n2322202）（rxirnb讨讨论论x*bxori第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 b-sb-s定律定律oi2r1r（5）* ad（4）*o（2r）i+r（3）oiiro（1）rib200rib400rib8001010200444ririribdiba40 x0b第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 b-sb-s定律定律is三三 磁偶极矩磁偶极矩neismmne3202xirbmisnen302exmb302xmb 说明说明：只有当圆形电流的面积：只有当圆形电流的面积s很小，或场点距很小，或场点距圆电流很远

9、时，才能把圆电流叫做圆电流很远时，才能把圆电流叫做磁偶极子磁偶极子. 例例2 2中圆电流磁感强度公中圆电流磁感强度公式也可写成式也可写成第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 b-sb-s定律定律+ + + + + + + +pr+ +*例例3 载流直螺线管的磁场载流直螺线管的磁场 如图所示，有一长为如图所示，有一长为l , 半径为半径为r的载流密绕直螺的载流密绕直螺线管，螺线管的总匝数为线管，螺线管的总匝数为n，通有电流，通有电流i. 设把螺线管设把螺线管放在真空中，求管内轴线上一点处的磁感强度放在真空中，求管内轴线上一点处的磁感强度.2/322202）（rx

10、irb解解 由圆形电流磁场公式由圆形电流磁场公式oxxdx第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 b-sb-s定律定律op1xx2x+ + + + + + + + +2/32220d2dxrxinrbcotrx 2222cscrxr212/32220d2dxxxrxrnibbdcscd2rx21dsin20ni21dcscdcsc233230rrnib21第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 b-sb-s定律定律120coscos2nib 讨讨 论论（1）p点位于管内点位于管内轴线中点轴线中点212/ 1220204/2cosr

11、llninib2222/2/cosrll21coscosnib0rl 若若第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 b-sb-s定律定律(2) 无限长的无限长的螺线管螺线管 nib021（3）半无限长半无限长螺线管螺线管0,221或由或由 代入代入0,21120coscos2nibni021xbni0onib0第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 b-sb-s定律定律+qr四四 运动电荷的磁场运动电荷的磁场30d4drrlib毕毕 萨萨定律定律 vlqnslsjliddd30d4drrlqnsbvlnsndd304ddrrqnbbv运动电荷的磁场运动电荷的磁场实用条件实用条件cv+bvvrbsjl dq第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 b-sb-s定律定律ro解法一解法一 圆电流的磁场圆电流的磁场rrrridd22drribd22dd00b, 0向外向外 例例4 半径半径 为为 的带电薄圆盘的电荷面密度的带电薄圆盘的电荷面密度为为 , 并以角速度并以