liu稳恒磁场2解读课件

1、 一 掌握运动电荷磁场的计算方法. 二 理解稳恒磁场的安培环路定理.理解用安培环路定理计算磁感强度的条件和方法.教学基本要求第1页，共27页。第5节 运动电荷的磁场电流的磁效应告诉我们：电流能够激发磁场，而电流是电荷定向移动所形成的，所以电流的磁场既是运动电荷产生场的矢量迭加。由毕奥萨伐尔定律：代入毕奥萨伐尔定律得：如图所示， 设：S、n、q、v则I=q n v S dN =nsdl，vdl= vdl dlvq第2页，共27页。运动电荷产生的磁场：磁场方向：与 有关，且与电荷的正负有关磁场大小：+第3页，共27页。解 圆电流的磁场向外 例 半径 为 的带电薄圆盘的电荷面密度为 , 并以角速度

2、绕通过盘心垂直于盘面的轴转动 ，求圆盘中心的磁感强度.向内第4页，共27页。第4节 磁场的安培环路定理一、磁场强度 矢量H1、定义：其中：为磁介质磁导率， 0为真空中磁导率、磁场强度线（即H 线）：方向：其上任一点的切线方向。大小：该点垂直于H 的单位面积H线的根数。、磁场强度通量：单位：A/m第5页，共27页。二、安培环路定理o 设闭合回路 为圆形回路（ 与 成右螺旋） 载流长直导线的磁感强度为电流在回路之内第6页，共27页。o若回路绕向化为逆时针时，则对任意形状的回路 与 成右螺旋第7页，共27页。电流在回路之外第8页，共27页。 多电流情况 以上结果对任意形状的闭合电流（伸向无限远的电流

3、）均成立. 安培环路定理第9页，共27页。安培环路定理 即在真空的稳恒磁场中，磁感应强度 沿任一闭合路径的积分的值，等于 乘以该闭合路径所包围的各电流的代数和. 电流 正负的规定 ： 与 成右螺旋时， 为正；反之为负.注意第10页，共27页。 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？第11页，共27页。物理意义：（1）该定理表征了磁场为一“有旋场”。（3）Ii 的正负规定：当Ii 的方向与环路的绕行方向符合 右手螺旋法则时为正，反之，为负。（4）要正确理解“电流穿过闭合回路”一词的含义。（2） 定理中，B是环路内外所有电流 激发的合磁场，而Ii

4、 指环路内的传导电流代数的 之和。第12页，共27页。下面看一道例题：LPo讨论：由毕奥萨伐尔定律而由安培环路定理得：哪个结果错了呢？所谓“穿过”回路指：电流必须穿过以回路为边界的任意曲面。显然，第二种解法错误。第13页，共27页。二 安培环路定理的应用举例 例1 求长直密绕螺线管内磁场 解 1 ) 对称性分析螺旋管内为均匀场 , 方向沿轴向, 外部磁感强度趋于零 ，即 .第14页，共27页。 无限长载流螺线管内部磁场处处相等 , 外部磁场为零.2 ) 选回路 .+ 磁场 的方向与电流 成右螺旋.MNPO第15页，共27页。当 时，螺绕环内可视为均匀场 例2 求载流螺绕环内的磁场。螺绕环内半径

5、为R1,2）选回路 .解 1） 对称性分析；环内 线为同心圆，环外 为零. 外半径为R2,通有电流I,共N匝第16页，共27页。例3 无限长载流圆柱体的磁场解 1）对称性分析2）选取回路.Po第17页，共27页。 的方向与 成右螺旋第18页，共27页。例4 无限长载流圆柱面的磁场解第19页，共27页。例5如图，一截面为长方形的环式螺线管，共N匝, 尺寸如图，导线通有电流I。求：管内磁通量。解:（1）由磁场分布情况，取环路：与螺线管同轴的同心圆环L(2) 取面元：dS=hdr ，则bahdrr第20页，共27页。bahdrr第21页，共27页。练习1、一对同轴无限长直的导体圆筒，内外筒的半径分别为 R1和R2 ，电流由内筒流去，外筒流回。求：（1）空间磁场分布；（2）图中阴影部分的磁通量。IIL 解：（1）由安培环路定理得第22页，共27页。(2) 取面元：dS=L dr IIL第23页，共27页。练习2、如图，一无限长圆柱形导体，横截面半径为R，在导体内有一半径为a的圆柱形孔，它的轴平行于导体轴且与它相距b，设导体中载有均匀分布的电流I，求孔内任意一点P的磁感应强度B的表达式。 PO1O2第24页，共27页。解：方法一：矢量法O1O2 x yPI电流面密度：无洞时：由安培环路定理得同理：在空洞处，