稳恒电流的磁场 (2).ppt

稳恒电流的磁场 第六讲　磁感应强度、毕奥－萨伐尔定律 第七讲　安培环路定理及其应用 动 画 动 画 第八讲　安培力 第九讲　洛伦兹力 三、平面载流线圈在均匀磁场中所受的力矩 通电线圈在磁场中转动的实验，说明通电线圈在磁场中受到了磁力矩的作用。 线圈平面与磁场的夹角为? ， da： bc： F1、F2大小相等，方向相反，在同一直线上。 ab：F3 cd：F4 ┐ ab：F3 cd：F4 ab： cd： F3、F4大小相等，方向相反，不 在同一直线上。 故产生力矩。 线圈面积 载流线圈的磁矩 磁矩的方向与电流的方向成右手螺旋关系 F4 F3 综上所述：平面载流线圈在均匀磁场中受的力矩： * 在非均匀磁场中，载流线圈除受到磁力矩外，还受到磁力的作用。 结论：平面载流线圈在均匀磁场中所受合力为零，仅受力矩的作用；线圈只发生转动，不产生整个线圈的平动。 I 易证上述结论对任意形状的平面载流线圈皆成立。 重点要求：带电粒子在均匀磁场中的运动 霍耳效应 难点理解：洛伦兹力 霍耳电动势 数学方法：矢量的矢量积 典型示例：带电粒子在均匀磁场中的运动 测量载流子类型 课外练习：思考题15.11； 习题15.26，15.27。 主要内容：带电粒子在磁场中的运动 霍耳效应 * 大学物理 静磁场（或稳恒磁场）——分布不随时间变化的磁场 一 真空中的稳恒磁场及其规律 磁感应强度矢量 。 二 磁场对运动电荷及载流导体的作用 洛仑兹力公式； 安培定律。 三 介质中的磁场及其规律 磁场强度矢量 。 毕—萨—拉定律；磁场的高斯定理；真空中的安培环路定理。 已知稳恒电流分布求稳恒磁场的分布的两种方法。 有介质存在时的安培环路定理。 重点要求：用毕—萨—拉定律求磁感应强度矢量 B 难点理解：磁场性质 数学方法：矢量积分与求和 典型示例：直线电流、载流圆线圈、运动点电荷的磁场 课外练习：思考题15.5，习题15.9，15.11； 主要内容： 毕—萨—拉定律及其应用 磁感应强度矢量 。 一、毕奥－萨伐尔定律 1 电流元： L 2 毕-萨-拉定律：1820年（法国）毕奥－萨伐尔在电流磁作用的实验结果的基础上进一步分析得出电流元 在空间任一点P 产生磁场的规律： 据磁场的叠加原理： 给出任一电流系统 产生的磁场的 规律： ——毕奥－萨伐尔定律 在国际单位制中： 称为真空磁导率 磁感应强度 的方向，与电流成右手螺旋关系。 重点要求：用安培环路定理求磁感应强度矢量 B 难点理解：安培环路定理的物理意义 数学方法：矢量线积分 典型示例：无限长圆柱体、无限长直螺线管无限大平板电流 的磁场 课外练习：思考题15.6，15.10 习题15.13，15.17。 主要内容：真空中的安培环路定理及其应用 例1 求电流I 均匀分布半径为R 的无限长圆柱体的磁场 。 解：分析电流与场的分布：皆有轴对称性 以轴上一点为圆心，取垂直于轴的平面内半径为 r 的圆为安培环路 二、安培环路定理的应用 P r 例2 求载流无限长直螺线管内任一点的磁场。 由对称性分析磁场分布： a.只有// 轴线的分量； b.因为是无限长，在与轴等距离的平行线上磁感应强度相等。 解：一个单位长度上有n 匝的无限长直螺线管。由于是密绕，?每匝视为圆线圈。 同理可证，无限长直螺线管外任一点的磁场为零 重点要求：用安培定律求磁场对载流导线的作用力 难点理解：通电线圈在磁场中受到了磁力矩的作用 数学方法：矢量积分求和 典型示例：无限长直载流导线与圆弧形载流线圈相互作用力， 通电线圈在磁场中受到了磁力。矩 课外练习：思考题15.9； 习题15.21，15.22。 主要内容：安培定律及其应用 * 大学物理