大学物理——磁场.ppt

2.电流流向与积分路径绕行方向满足右手螺旋法则时，电流为正；相反时电流为负 3.回路外面的电流对 的环流没有贡献，但回路上各点的 却是由回路内外所有电流决定的 4.安培环路定律反映了磁场是非保守场 [例11]试求一均匀载流的无限长圆柱导体内外的磁场分布。设圆柱导体的半径为R，通以电流I 解：取以轴线为中心、半径为r的圆作为积分回路L 1. rR时： 2.rR时：穿过积分回路L的电流为 [例12]试求一无限长螺线管内的磁场分布。设螺线管单位长度上绕有n匝线圈，通有电流I 解：作一矩形闭合回路abcda(如图) 根据安培环路定律 ----均匀磁场 [例13]半径为R的无限长直导体，内部有一与导体轴平行、半径为a的圆柱形孔洞，两轴相距为b。设导体横截面上均匀通有电流I，求P点处的磁感应强度。 解：设导体中电流密度方向垂直于纸面向外 P 电流密度大小为 补偿法：设想在空洞里同时存在密度为 和 的电流 a.对半径为R的无限长载流导体 P b.对半径为a的无限长载流圆柱体 方向如图 P 方向竖直向上 [例14]一无限大导体薄平板通有均匀的面电流密度(即通过与电流方向垂直的单位长度的电流)，大小为j。求平面外磁场的分布 解：作矩形闭合回路abcda 两侧是均匀磁场, 大小相等，方向相反 一.洛仑兹力 ----洛仑兹力 常表示为 §11-6 带电粒子在磁场中运动 讨论: 1.洛仑兹力与电荷运动方向垂直，即它对运动电荷不作功。它只改变电荷的运动方向，而不改变运动速度的大小 2.空间中存在电场和磁场时，运动电荷受力 ----洛仑兹力公式 取电流元 ，方向为电流流向 设电流元所在处的磁感应强度为 §11-6 磁场对载流导线的作用 安培定律 电流元中所有电子所受洛仑兹力之和为 ----安培定律 对于任意形状的载流导线 一.磁力对载流导线的功 a. cd 受水平向右的安培力作用 b.移动到c’d’时 §11-7磁力的功 d? 二.磁力对载流线圈的功 线圈从?1转到?2时 以上结果具有普遍意义，即电流I 不变时，磁力的功或磁力矩的功为 [例15]半径R、载流I的半圆形闭合线圈共有N匝，当均匀外磁场方向与线圈法向成60o角时，求1.线圈的磁矩；2.此时线圈所受磁力矩；3.从该位置转到平衡位置，磁力矩所作的功 解： 1.线圈磁矩 2.磁力矩大小为 方向竖直向上 3.线圈从该位置转到平衡位置时 磁力矩作正功，它使夹角减少到零 一、 磁介质—— 放入磁场中能够显示磁性的物质 电介质放入外场 Chart 13 磁介质中的磁场 相对介电常数 磁介质放入外场 相对磁导率 反映磁介质对原场的影响程度 相对磁导率 顺磁质 抗磁质 减弱原场 增强原场 弱磁性物质 顺磁质和抗磁质的相对磁导率都非常接近于1, 即 铁磁质 通常不是常数 具有显著的增强原磁场的性质 强磁性物质 磁介质的分类 (如： 铬、铀、锰、氮等) (如：铋、硫、氯、氢等) (如：铁、钴、镍及其合金等) 三、有磁介质存在时的高斯定理和安培环路定理 高斯定理仍成立 1、有磁介质存在时的高斯定理 2.安培环路定理 由于该式与磁化（束缚）电流无关，所以使用方便 注意： （1）H是总磁场强度，既包括外磁场的贡献，也包括磁化后的磁介质对磁场的贡献。 （2）对I 的求和并不包括磁化（束缚）电流，因为磁化电流对磁场的贡献已经包含在?中 3. 安培环路定理的应用 I 解:本题具有轴对称性, 如图选取环路. 例 电缆的芯是一根半径为 R 的金属导体,它和导电 外壁 之间充满相对磁导率为 的均匀介质.电流 均匀地流 过芯的横截面并沿外壁流回. 求介质中磁感应强度的分布。 1988年发现巨磁电阻效应，2007年获诺贝尔物理学奖 一.基本磁现象 1.磁性：可吸引铁，镍，钴等物质 2.磁极：两端处磁性最强 3.磁力：磁极同性相斥，异性相吸 4.指向：悬挂的条形磁铁会自动地转向南北方向，指向北方的磁极为北极(N)，指向南方的磁极为南极(S) §11-2,4 磁感应强度.磁场的高斯定理 安培实验 揭示出载流导线之间有相互作用力 相互吸引 相互排斥 三.安培分子电流假说 1.安培分子电流观点：物质的每个分子都存在着回路电流----分子电流 3.结论：磁现象的本源是电荷的运动 2.分子电流作定向排列，则宏观上就会显现出磁性来 四.磁场 磁作用通过磁场进行 磁场 运动电荷 (电流) 运动电荷(电流) 磁场 磁铁 磁铁 电流 电流 五.磁感应强度 a.场中各点都有一