第9章恒定磁场讲述.ppt

第九章 电流的磁场 7-2-1 磁感应线（磁场线） 9-3-2 毕奥-萨伐尔定律的应用 9-4-2 安培环路定理的应用 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）均成立. 安培环路定理 9 – 4 安培环路定理 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. 9 – 4 安培环路定理 注意 电流的符号规定： 当电流方向与积分路径的绕行方向构成右手螺旋关系时电流为正，反之为负。 I1 I2 I3 I4 L 注意： 1. 安培环路定理表达式中的电流是指闭合曲线所包围，并穿过的电流，不包括闭合曲线以外的电流。 2. 安培环路定理表达式中的磁感应强度B是闭合曲线内外所有电流产生的磁感应强度。 3. 电流的符号规定： 当电流方向与积分路径的绕行方向构成右手螺旋关系时电流为正，反之为负。 I1 I2 I3 I4 L 9 – 4 安培环路定理 例5. 长直密绕螺线管内的磁感应强度 c a b d 9 – 4 安培环路定理 穿过矩形环路的电流强度： 安培环路定理： 例6. 螺绕环内的磁感应强度（略） 环路 L 磁感应线 9 – 4 安培环路定理 R I 例7. 无限长载流圆柱形导体的磁场分布 r （1）圆柱外的磁场： （2）圆柱内的磁场： r 9 – 4 安培环路定理 * 第九章 电流的磁场 大学物理简明教程 * 1820年4月，丹麦物理学家奥斯特(H.C.Oersted，1777－1851）发现了小磁针在通电导线周围受到磁力作用而发生偏转。 电流（运动的电荷）可以产生磁场，磁场对电流有力的作用。 实验表明： 9 – 1 磁场 磁感强度 运动电荷 磁场 运动电荷 恒定磁场：磁场分布不会随时间发生变化，一般可由恒定电流激发而在电流周围空间产生。 反映磁场性质的物理量：磁感应强度 磁感应强度 的方向： 小磁针在场点处时其N 极的指向。 9 – 1 磁场 磁感强度 磁感应强度的定义 带电粒子在磁场中运动所受的力与运动方向有关。 9 – 1 磁场 磁感强度 v 当运动电荷速度与磁场方向垂直时受到磁场力最大。 fL B 当电荷运动速度与 B 方向一致时电荷受力为 0 。 B v q q 9 – 1 磁场 磁感强度 B的单位: 特斯拉 T 地球两极磁场: 地球赤道磁场: 永久磁铁磁场: 一般地，运动电荷在磁场中受洛伦兹力 方向：符合右手法则。 大小： 9 – 1 磁场 磁感强度 （1） 磁感应线上任一点的切线方向都与该点的磁感应强度的方向一致。 （2） 垂直通过单位面积的磁感应线条数等于该处磁感应强度B 的大小。 磁感应线（B线）： 9 – 2 磁通量 磁场的高斯定理 直线电流的磁感应线 磁感应线为一组环绕电流的闭合曲线。 9 – 2 磁通量 磁场的高斯定理 圆电流的磁感应线 I 9 – 2 磁通量 磁场的高斯定理 通电螺线管的磁感应线 磁感应线的特点： （1） 磁感应线是连续的，不会相交。 （2） 磁感应线是围绕电流的一组闭合曲线，没有起点，没有终点。 9 – 2 磁通量 磁场的高斯定理 条形磁铁周围的磁感应线 磁通量：通过某一曲面的磁感线数为通过此曲面的磁通量. 单位 9 – 2 磁通量 磁场的高斯定理 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 9 – 2 磁通量 磁场的高斯定理 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 先求 ，对变磁场给出 后积分求 9 – 2 磁通量 磁场的高斯定理 I 毕奥和萨伐尔用实验的方法证明：长直载流导线周围的磁感应强度与距离成反比与电流成正比。 9-3-1 毕奥-萨伐尔定律 9 – 3 毕奥-萨伐尔定律 毕奥-萨伐尔定律： 电流元在空间任一点 P 产生的磁感应强度 的大小与电流元 成正比，与距离 r 的平方成反比，与电流元 到场点P 的位矢之间的夹角? 的正弦成正比。其方向与 一致。 真空中的磁导率： ?0= 4??10-7 T·m·A-1 9 – 3 毕奥-萨伐尔定律 1 2 3 4 5 6 7 8 例 判断下列各点磁感强度的方向和大小. + + + 1、5 点 ： 3、7点 ： 2、4、6、8 点 ： 毕奥