磁感应强度的计算.ppt

§11-1 磁感应强度 磁场的高斯定理 3. 安培分子电流假说 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 二、磁感应强度 1.磁感应线 (磁力线) 一、毕奥-萨伐尔定律（电流的磁场） 二、毕奥-萨伐尔定律的应用 圆心处(x =0) 螺线管为无限长时， 所有的电流线元在P点的 同向， 二、运动电荷产生的磁场 一、均匀载流的无限长圆柱形导体内外的磁场 二、载流长直螺线管内的磁场 方向垂直纸面向内。 半圆弧电流在O点激发的磁感应强度为 I o A B C D 直线电流CD在O点激发的磁感应强度为零。 根据毕奥-萨伐尔定律 I o A B C D O点的磁感应强度为 设垂直纸面向内方向为正，则 磁感应强度方向垂直纸面向内。 I o A B C D 解：建立如图所示的坐标系， 取宽为dx距P为x的无限长的电流线元， 例: [ 习题11-13(1) , P.268 ] 宽度为a的无限长金属薄片，均匀通以电流 I。试求薄片平面内距薄片左端为 r 处P 点的磁感应强度。 它在P 激发的磁感应强度 方向垂直于纸面向外。 方向垂直于纸面向外。 例：一均匀带电圆环，带有正电荷q，半径为R 。它在圆平面内以角速度ω绕圆心转动，求圆心处的磁感应强度。 R O q 解：圆环转动时形成圆电流，它的电流强度 R O q 引伸：若为均匀带电圆盘如何计算？ r 提示：把圆盘分成许多同心细圆环， 其带电量 形成电流强度 再求 方向垂直纸面向内。 取电流元 I 为单位时间内通过截面S 的电量， 电流元内粒子数 方向与电荷速度 方向相同，上式写为 平均每个粒子激发的磁感应强度 +q 即一个速度为 、电量为q 的电荷产生的磁感应强度 静止电荷只激发静电场，不激发磁场。运动的电荷不但激发电场，而且激发磁场。 §11-4 安培环路定律 I1 I2 L ----安培环路定律 在磁场中，磁感应强度沿任一闭合曲线的环流等于穿过积分回路的所有电流的代数和乘以真空磁导 μ0 。 证明：先以长直电流为例说明。 1. 取半径为 r 的闭合磁力线为积分回路L，回路方向与磁场方向相同。 r L 若取回路的方向与磁场方向相反，则 r L 2. 在与导线垂直的平面内，取围绕 I 的任意闭合回路为积分路径 L。 r 3. 围绕 I 的回路L不在与电流垂直平面内。 线元同样可分解为dl//和dl⊥两个分量，有同样的结果： I L 4. I 在回路 L 外 A φ 其中Ii 在L外时， 5. 有多根载流导线存在 L I1 I2 I3 I1 I2 L I3 ----安培环路定律 对任意几何形状的通电导线，上面结论都适用。 在磁场中， 沿任一闭合曲线的环流等于穿过积分回路的所有电流的代数和乘以真空磁导 μ0 。 安培环路定律中电流符号的确定： 积分路径绕行方向按右手螺旋法则可确定一个方向，电流方向与它相同时电流为正，相反时电流为负。 1. 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。 2.安培环路定律反映了磁场是非保守场，与静电场本质上不同。 说明： I1 I2 L I3 §11-5 安培环路定律的应用 由于电流是均匀分布在截面上的，根据对称性，磁力线是以圆柱轴线为中心的同心圆。 * * 一、基本磁现象 磁性：可吸引铁、镍、钴等物质的性质。这种作用是通过磁场进行的。磁性材料和电流都能产生磁场。 天然磁铁矿石：四氧化三铁(Fe3O4) （1）磁性材料 1. 产生磁场的物质 人工磁铁：氧化铁(Fe2O3)与一种或多种二价金属氧化物(CuO，MnO, BaO等)的粉末混合高温烧结而成。 （2）电流（或运动电荷）周围存在磁场 小磁针发生转动。 奥斯特实验： 2. 磁场对电流（或运动电荷）产生磁力作用 揭示出磁铁会对电流施加作用力。 安倍实验： 安培实验： 相互吸引 相互排斥 结论：磁现象的本源是电流，实质上是运动的电荷。 分子电流作定向排列，则宏观上就会显现出磁性来。 实验：试验点电荷q以速度 沿不同方向射入磁场中。实验规律如下： (1) q 受到的