第八章恒定电流的磁场

第八章恒定电流的磁场第一页，共二十五页，编辑于2023年，星期四一、磁场磁感应强度磁场的重要属性：它对处于其中的电流或者运动电荷有力的作用，称为磁力（或称为磁场力）。运动电荷：正试验电荷

速度为，磁场对其施于作用力。（二）磁感应强度（一）磁场电流（或运动电荷）的周围存在着一种具有能量、动量、质量，具有空间叠加性，但看不见的特殊物质，称为磁场。第二页，共二十五页，编辑于2023年，星期四+定义：磁感应强度的大小单位：

“特斯拉”（T）“高斯”（G）磁感应强度的方向：用矢量的矢积

表示实验中也可以由小磁针的磁北极N的指向表示，第三页，共二十五页，编辑于2023年，星期四与电流套链;闭合曲线（原因：磁单极不存在）;互不相交;方向与电流成右手螺旋关系;IIBB（三）磁感应线的特点：第四页，共二十五页，编辑于2023年，星期四磁通量：通过磁场中某一曲面的磁感应线条数。单位：

“韦伯”（Wb）1、均匀磁场通过平面的磁通量计算四、磁通量Fm

第五页，共二十五页，编辑于2023年，星期四dS2、非均匀磁场的磁通量计算以曲面外法线方向为正当，线穿出曲面当，线穿入曲面第六页，共二十五页，编辑于2023年，星期四P*则任意载流导线在点

P

处的磁感强度，由叠加原理得出：磁感应强度矢量的求法：1、要求载流导线在场点P处激发的,先由毕奥-萨伐尔定律，求出电流元在场点P处激发的磁感应强度第七页，共二十五页，编辑于2023年，星期四记住几个结论：（1）长为L的载流直导线，其中电流为I，距离直导线为d处的P点的磁感应强度的大小：1，2分别指的是Po线与电流始端A的连线，Po线与电流末端B的连线的夹角；d+aoPAB从Po旋转到PA（或PB)旋转方向与电流方向相同时角为正；相反时，角为负第八页，共二十五页，编辑于2023年，星期四(2)“无限长”载流直导线在距离其为d处激发的磁感应强度(3)载流导线延长线上的磁场：B=0（4）圆电流圆心处的磁场:(5)“无限长”密绕载流直螺线管轴线上磁场：第九页，共二十五页，编辑于2023年，星期四例：在真空中有一无限长载流直导线，试求：通过其右侧矩形线框的磁通量。ldxbaIx+解：第十页，共二十五页，编辑于2023年，星期四求

例

求半径为R，载有电流为I的细圆环在其圆心处O点所产生的磁感应强度。（方向：右手定则）整个圆在O点处的磁感应强度大小为解：任取电流元，由毕—萨定律，其在O点的磁感应强度大小为：第十一页，共二十五页，编辑于2023年，星期四讨论：不完整的圆：则二分之一圆：则四分之一圆：则第十二页，共二十五页，编辑于2023年，星期四例：一段导线弯成如图所示平面图形，其中直线段ab和ef的长度比两个半圆的直径R1和R2大的多。设导线中的电流为I。求：圆心O处的磁感强度。bIaefcdoR1R2解：第十三页，共二十五页，编辑于2023年，星期四二、稳恒磁场的高斯定理、环路定理高斯定理：说明：静磁场是“无源场”安培环路定理：说明：静磁场属于“非保守场”电流的符号规定：当电流方向与积分回路的绕行方向构成右手螺旋关系时电流为正,反之为负。第十四页，共二十五页，编辑于2023年，星期四注意：洛仑兹力不做功方向：大小：-+三、磁场对运动电荷、载流导线的作用（1）洛仑兹力：磁场对运动电荷的作用第十五页，共二十五页，编辑于2023年，星期四ABdb实验表明：位于磁场中的载流体侧面出现电势差的现象。应用：霍尔效应UH：霍耳电势差+++++-----I第十六页，共二十五页，编辑于2023年，星期四（1）q>0：RH的正负反映了载流子的正负（2）q<0：若已知载流子的正、负可以判断电势差的高低；反之，若已知电势差的高低，也可以判断载流子的正、负第十七页，共二十五页，编辑于2023年，星期四第十八页，共二十五页，编辑于2023年，星期四二、安培力：磁场对载流导线的作用力先求电流元的受力再求一段载流导线所受安培力：第十九页，共二十五页，编辑于2023年，星期四例计算长为L的载流直导线在均匀磁场B中所受的力。IB解：合力作用点在长直导线中点，方向是垂直于纸面朝里结论：均匀磁场中任一形状的通电导线所受的安培力，与连接导线端点的载流直导线所受磁场力相同。第二十页，共二十五页，编辑于2023年，星期四例：无限长直导线L1（I1），旁边有一段共面的导线L2（

I2），求：L2受到的安培力。解：I1在I2所在空间产生的磁场：方向向内I1oaI2a第二十一页，共二十五页，编辑于2023年，星期四1、把轻圆环线圈用线挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈中心，且与线圈在同一平面内，如图，当线圈中通以如图所示方向的电流时（逆时针），线圈将如何运动？SN发生转动，同时靠近磁铁第二十二页，共二十五页，编辑于2023年，星期四2、长直电流I2与圆形电流I1共面，并与其一直径相重合，如图所示（两者之间绝缘），设长直电流不动，则圆形电流将如何运动？I2I1向右运动第二十三页，共二十五页，编辑于2023年，星期四3、一块金属板置于均匀的磁场中，板中电子流的方向如图所示，问下列那一种情况会发生？XXabA在金属板a,b两点有电势差，且Va>VbB在金属板a,b两点有电势差，且Va<VbC电子受到洛伦兹力而减速D电子受到洛伦兹力而加速第二十四页，共二十五页，编辑于2023年，