物理学教程-第十一章 恒定磁场.ppt

Chapter 11 恒定磁场 §11-1、§11-2 、 §11-3 教学基本要求 § 11-1 恒定电流 电流密度 § 11-2 电源 电动势 §11-3 磁场 磁感强度 §11-4、§11-5 教学基本要求 §11-4 毕奥—萨伐尔定律 §11-6 教学基本要求 §11-6 安培环路定理 讨 论 §11-7、§11-8 教学基本要求 掌握洛仑兹力概念，能根据运动电荷受到的洛仑兹力分析运动电荷在磁场中的运动轨迹 END 若电流在回路之外 证明: 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）也成立。 证明: 取闭合回路 l 为圆形回路（I与l 成右手螺旋时I为正，反之I为负）。 （3）l是在场中任取的一闭合线; 说明: （1） 是空间所有电流共同产生的; （2）只有回路l内的电流 I , 有贡献; o （4）电流I的正负号的规定： 电流I与l 的方向成右手螺旋时I为正；反之I为负。 如图所示，载流导线附近有三个闭合回路，磁感应强度沿各闭合回路的环流 用安培环路定理求磁感强度的步骤： 环路必须闭合； 环路必须通过所求点； (3) 根据安培环路定理求磁感强度。 环路的选取与电流I方向成右手螺旋；反之I为负。 (1) 分析磁场分布对称性； (2) 根据对称性取环路； 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 . + + + + + + + + + + + + M N P O （2）选回路 , 方向取与电流I成右手螺旋。 无限长直载流密绕螺线管内部磁场处处相等 , 外部磁场为零. 当 时，螺绕环内可视为均匀场 . 例2 求载流螺绕环内的磁场 （2）选回路 . 解 （1） 对称性分析：环内 线为同心圆，环外 为零. R 1 R 2 11-16 N匝线圈均匀绕在截面为长方形的中空骨架上，求通入电流I后，环内外磁场的分布。 解： （1）环内： r （2）环外： r 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 的方向与 成右螺旋 . 例4 无限长载流圆柱面的磁场 解 推广 两个无限长圆柱面电流的磁场分布。 （1）电流大小相等，方向相同。 （2）电流大小相等，方向相反。 推广 无限长圆柱面及圆柱体电流的磁场分布。 （1）电流大小相等，方向相同。 （2）电流大小相等，方向相反。 推广 一个无限长圆柱面和一个同轴导体圆管电流的磁场分布。 （1）电流大小相等，方向相同。 （2）电流大小相等，方向相反。 推广 无限长圆柱体和同轴导体圆管电流的磁场分布。 （1）电流大小相等，方向相同。 （2）电流大小相等，方向相反。 P.123 11-15 R1 R3 R2 掌握安培力的概念，能够计算载流导线在磁场中所受的力 一 带电粒子在磁场中所受的力 磁场力（洛仑兹力） 方向：即以右手四指由 经小于 的角弯向 ，拇指的指向就是正电荷所受洛仑兹力的方向。 §11-7 带电粒子在磁场中的运动 + 大小 注意：电荷的正负影响洛伦兹力的方向。 例 1 一质子沿着与磁场垂直的方向运动, 在某点它的速率为 . 由实验测得这时质子所受的洛仑兹力为 .求该点的磁感强度的大小. 解 由于 与垂直 ，可得 思考:洛仑兹力作不作功？ 二 带电粒子在磁场中运动举例 1 . 回旋半径和回旋频率 2 . 电子的反粒子 显示正电子存在的云室照片及其摹描图 铝板 正电子 电子 1928年狄拉克预言自然界存在正电子 与 不垂直 螺距 3. 磁聚焦 螺旋运动： 应用 : 电子光学、 电子显微镜等。 1. 磁聚焦：在均匀磁场中某点 A 发射一束初速相差不大的带电粒子, 它们的 与 之间的夹角 不尽相同 , 但都较小, 这些粒子沿半径不同的螺旋线运动, 因螺距近似相等, 都相交于屏上同一点, 此现象称之为磁聚焦 . 三 带电粒子在电磁技术中的应用 上海应用技术学院 理学院 谭默言 Shanghai Institute of Technology 了解