磁场小结与习题课.ppt

其中 x dBx dBy P x I 2a y y dB o x dy r dI 本章小结与习题课 x dBx dBy P x I 2a y y dB o x dy r dI 本章小结与习题课 习题课 磁场小结 本章小结与习题课 本章介绍了几个基本概念、两个基本定律和两个重要定理 一、几个基本概念 1.磁感应强度 B 定义： 方向：小磁针N极指向。 描写磁场大小和方向的物理量 本章小结与习题课 2.磁通量 ：穿过某一曲面的磁力线根数。 定义： 单位：韦伯， Wb 3.磁矩 ：描写线圈性质的物理量。 定义： 单位：安培·米2 方向：与电流满足右手定则。 本章小结与习题课 4.载流线圈在磁场中受到的力矩M 定义： 单位：牛顿·米 5.电荷垂直于磁场作圆周运动的轨道半径 6. 周期 本章小结与习题课 7.螺距h ： 8.霍尔电压 霍尔系数 本章小结与习题课 电荷以任意角度进入磁场， 作螺旋线运动。 二.两个基本定律 1.毕奥--萨伐尔定律 电流元的磁场 运动电荷的磁场 2.安培定律 电流元在磁场中受的安培力： 运动电荷在磁场中受到的洛仑兹力： 本章小结与习题课 三.两个重要定理 1.磁场中的高斯定理 2.安培环路定理 本章小结与习题课 四.几个典型载流导体的磁场 1.载流直导线 有限长载流直导线： 无限长载流直导线： 本章小结与习题课 2.载流圆环 轴线上一点： 环心处： o I B o x x R I 本章小结与习题课 3.螺线管 长直螺管内： 环形螺线管： 本章小结与习题课 4.载流圆柱体 圆柱体内 I R 圆柱体外 本章小结与习题课 习题课 本章小结与习题课 练习1 两个长直螺线管半径不同，但它们通过的电流和线圈密度相同，问这两个螺线管内部的磁感应强度是否相同？ （A）相同 （B）不相同 （C）不确定 答案：[ A ] 本章小结与习题课 练习2 通有电流 I 的单匝环型线圈，将其弯成 N = 2 的两匝环型线圈，导线长度和电流不变，问：线圈中心 o 点的磁感应强度 B 和磁矩 pm是原来的多少倍？ 答案：[ B ] （A）4倍，1/4倍 （B）4倍，1/2倍 （C）2倍，1/4倍 （D）2倍，1/2倍 本章小结与习题课 解： 本章小结与习题课 练习3 如图所示组合载流导体，求 o 点的磁感应强度 B 。 c R O I R a b d e 本章小结与习题课 解： 分析：由于 o 点在 ab 与 de 的延长线上，所以 ab 段与 de 段导线在 o 点产生的 B 为 0; bc 段与 cd 段导线在 o 点产生的磁场方向相同。 c R O I R a b d e 本章小结与习题课 方向垂直向里 c R O I a b d e 本章小结与习题课 o点磁感应强度为： c R O I R a b d e 本章小结与习题课 R o 练习4 在半径为 R 的半球型木制骨架上密绕 N 匝线圈，线圈内通有电流 I，求：球心 o 点处的磁感应强度 B 。 解：由于线圈密绕，电流对o点张角? 均匀分布。 本章小结与习题课 O R ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ x x r 可将半球面上的电流分割成无限多载流圆环，利用载流圆环在轴线上的磁感应强度公式： 则电流元的磁场： ? 本章小结与习题课 其中 O R ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ x x r 本章小结与习题课 各电流元在 o 点产生的磁感应强度的方向都向左，则 o 点的磁感应强度为： O R ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ x x r 本章小结与习题课 练习5. 半径为 R 的均匀带电圆盘，面电荷密度为 ? ，圆盘绕中心轴 oo’ 以角速度 ? 转动，求盘心 o点的磁感应强度 B。 ? o o’ ? 解： 圆盘上的电荷转动，在圆盘表面形成环形电流： 本章小结与习题课 ? o o’ ? 无限多的环形电流在空间产生磁场，分割电流元，电流元为半径为 r 、宽度为 dr 的圆环。 r r dr B 利用载流圆环环心处磁感应强度公式： 本章小结与习题课 电流元在 o 点产生的磁场为： ? o o’ ? r r dr B 本章小结与习题课 所以 ? o o’ ? r r dr B 本章小结与习题课 I 练习6. 宽为 2a 的无限长载流平面，均匀通有电流 I ，求距中垂线上一点 P 的磁感应强度 B 。 P x 2a 本章小结与习题课 P x I 2a o 分析： 可将无限长平面电流分割成无限多个窄带，这些窄带可视为无限长直电流； y 建立坐标系，电流元的宽度为 dy，各电流元在