案例教案成果大物ii chapter

1、12.3 12.3 磁场的高斯定理磁场的高斯定理 安培环路定理安培环路定理一、磁通量一、磁通量. SdBdm 穿过任一面元的磁通量穿过任一面元的磁通量.11 ,2mTWbWb ）单位：韦伯（单位：韦伯（. SmSdBS的磁通量的磁通量穿过曲面穿过曲面。法线方向为法线的方向法线方向为法线的方向如果曲面闭合，规定外如果曲面闭合，规定外二、磁场的高斯定理二、磁场的高斯定理: 为零为零的磁通量的磁通量线，所以任一闭合曲面线，所以任一闭合曲面因为磁感应线为闭合曲因为磁感应线为闭合曲. 0 SmSdB磁场是无源场。磁场是无源场。已已知知）。量量（求求通通过过矩矩形形线线框框的的磁磁通通例例Icba, 3

2、解：解：,20dxbxIdm accmxdxIb 20.ln20cacIb 长长 Icxadxb三三、安安培培环环路路定定理理一一般般不不为为零零。可可以以看看出出从从磁磁力力线线为为闭闭合合曲曲线线就就 l dB心心。的的圆圆，并并以以直直导导线线为为中中流流直直导导线线包包围围且且垂垂直直于于无无限限长长载载简简单单例例子子：积积分分回回路路是是 . 1,20 dIBrdlBdl dB .22000 IdIl dBLLdrI: . 2 一般情况一般情况.0 内内iLIl dB ；的的电电流流才才对对环环流流有有贡贡献献表表示示只只有有闭闭合合回回路路内内部部内内 iI否否则则为为负负。正正

3、，为为满满足足右右手手螺螺旋旋法法则则，则则的的方方向向如如果果与与积积分分方方向向 IiiI L_ I 4 。为已知量，为已知量，如图，如图，例例l dBI430 解：解：.43II 内内iLIl dB 0 I0 I)43(0 I.430 均均质质铜铜框框ILI I）举举例例（利利用用对对称称性性求求四四、安安培培环环路路定定理理应应用用B长长直直螺螺线线管管内内部部的的磁磁场场 . 1。，磁磁感感强强度度为为（马马上上就就知知晓晓）。管管外外的的数数值值暂暂时时未未知知，非非轴轴线线上上场场；轴轴线线上上的的任任意意直直线线上上是是均均匀匀磁磁行行于于轴轴线线磁磁场场特特点点：管管内内，在

4、在平平0 0BnIB .匝匝，单单位位长长度度电电流流为为nI,取取虚虚线线所所示示的的闭闭合合回回路路). (0Ilnl dB addcbacbl dBl dBl dBl dBl dBl.BabB 000.0nIB 立立。长长螺螺线线管管内内任任一一点点都都成成”对对在在轴轴线线上上，因因此此“上上面面的的结结果果并并不不要要求求 IBabn 0 。线线中中电电流流强强度度为为，导导匝匝，平平均均半半径径为为导导线线密密绕绕在在环环上上，共共IRN 螺绕环的磁场螺绕环的磁场 . 2线线。的的大大小小相相等等，方方向向沿沿切切圆圆周周上上各各点点磁磁场场特特点点：与与环环共共轴轴的的B 轴轴积

5、积分分回回路路，在在环环内内取取虚虚线线所所示示的的同同. 20INrBl dB ,2 0rINB 的的函函数数。是是r时时，平平均均半半径径当当环环的的截截面面半半径径R . 2 22 000InRIRnRINB 回回路路，则则如如果果在在环环外外取取同同轴轴积积分分.002 BrBldB 。）不不一一定定为为，但但环环外外注注：不不是是密密绕绕时时，00 (Bl dB 均均匀匀流流过过截截面面电电流流I场场无限长载流圆柱体的磁无限长载流圆柱体的磁 . 3磁场特点：轴对称。磁场特点：轴对称。内部：内部：,0 内内Il dB , 2220220IRrIRrrB .220RIrB 外部：外部：,

6、20IrBldB .20rIB )(磁感应强度公式一样磁感应强度公式一样和无限长载流直导线的和无限长载流直导线的12.4 12.4 磁场对电流的作用磁场对电流的作用一一、安安培培力力，如如图图所所示示。一一根根导导线线处处在在外外磁磁场场中中长长一一段段，取取导导线线内内ldBqFd vBeSl dn v)(Bl dnSe v.BlId .0 lBlIdFdF线线，对对于于均均匀匀磁磁场场中中的的直直导导.sin Bl IF S 截截面面积积F间间的的作作用用力力二二、平平行行长长直直载载流流导导线线受力：受力：1l d.22121020111211aldIIaIldIBldI 方方向向：向向

7、右右受力：受力：2l d方方向向向向左左 ,22210aldII 斥斥。电电流流方方向向相相反反时时互互相相排排引引，电电流流方方向向相相同同时时相相互互吸吸 1l d2l d1I2Ia圈圈的的作作用用三三、磁磁场场对对平平面面载载流流线线如如图图所所示示。转转动动，中中心心轴轴中中的的一一个个矩矩形形线线圈圈可可绕绕设设在在均均匀匀磁磁场场 OOB。方方向向符符合合右右手手螺螺旋旋关关系系线线圈圈法法向向规规定定为为与与电电流流轴轴）为为于于线线圈圈受受到到的的力力矩矩（相相对对OO,sin2sin)2(12 ISBBl IlM .方方向向向向上上.BPBSIMm .BPMm 为为匝匝数数。

8、为为磁磁矩矩；，称称皆皆适适用用。其其中中对对任任意意形形状状的的平平面面线线圈圈NnNISPm 平平行行。与与动动，趋趋向向于于使使的的作作用用下下，线线圈圈将将作作转转在在力力矩矩BPMm 有有平平动动。磁磁场场中中，没没有有平平动动。在在非非均均匀匀在在均均匀匀磁磁场场中中合合力力为为零零 四四、磁磁力力的的功功运运动动载载流流导导线线在在均均匀匀磁磁场场中中 . 1，磁磁力力作作功功为为运运动动到到轨轨由由金金属属导导如如图图所所示示，设设导导体体棒棒沿沿 baab. ISIBaaBl IaaFA为为回回路路磁磁通通量量的的变变化化。 转转动动载载流流线线圈圈在在均均匀匀磁磁场场中中 . 2力力矩矩作作功功减减小小作作正正功功时时 M MddA )cos(sin BSdIdISB dISBdI)(.)(1221 IIdIA一般情况一般情况 . 3.21 dIA。为为作作功功位位置置的的过过程程中中，磁磁力力矩矩夹夹角角述述位位置置转转到到线线圈圈平平面面与与。从从上上，方方向向矩矩为为圈圈在在如如图图位位置置所所受受磁磁力力。线线，均均匀匀磁磁场场，半半圆圆形形线线圈圈，例例_30B_0.5TB5AI 0.2mR 5 o 解：解：.BPMm 5 . 02 . 02152 ISBM. 1