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第二课堂磁介质磁能位移电流演示文稿 当前第1页\共有31页\编于星期三\8点 优选第二课堂磁介质磁能位移电流 当前第2页\共有31页\编于星期三\8点 例1、图示是一根沿轴向均匀磁化的细长永磁棒，磁化强度M，求各点的B、H + + + + + + + + + + + + A D B C 2、3点在介质外为零 4 5 6 7 1 2 3 1点 或看成无限长的螺线管 当前第3页\共有31页\编于星期三\8点 * 4、5、6、7点 螺线管端点的磁感应强度 当前第4页\共有31页\编于星期三\8点 例2、如图所示，一无限大薄金属板均匀分布着电流，其面电流密度为i0，在金属板的两侧各紧贴一相对磁导率分别为?r1、?r2的无限大（有限厚）均匀介质板(顺磁），试分别求两介质板内的磁场强度、磁感应强度及两介质板表面上的极化面电流密度。 ?r1 ?r2 i0 i?1 i?2 解： i?1 i?2 当前第5页\共有31页\编于星期三\8点 当前第6页\共有31页\编于星期三\8点 为二级无穷小 圆柱形 高斯面 ? 的法向分量 根据高斯定理 0 均匀磁介质的分界面处磁感应强度矢量的法向分量连续, 磁场强度矢量的法向分量不连续。 2、磁场的边界条件 当前第7页\共有31页\编于星期三\8点 ? 的切向分量 在界面处做一个环路 在均匀磁介质的分界面处磁场强度矢量的切向分量连续, 磁感应强度矢量的切向分量不连续。 当前第8页\共有31页\编于星期三\8点 可从磁导率判断B线 偏离法线的程度 磁屏蔽示意图 当前第9页\共有31页\编于星期三\8点 1、互感磁能 线圈1的电源维持 I1， 反抗互感电动势的功 先使线圈1电流从0到 I1 ,电源 做功，储存在线圈1的自感磁能 合上开关k2电流 i2 增大时,在回路1中的互感电动势： 二、磁能 当前第10页\共有31页\编于星期三\8点 线圈1的电源维持 I1， 反抗互感电动势的功, 转化为磁场的能量——互感磁能 线圈2的电流从0到 I2 ,电源 做功，储存为线圈2的自感磁能 储存在磁场中的总磁能： 当前第11页\共有31页\编于星期三\8点 I I O r0 d-r0 d 例1、已知：两无限长平行直导线电流均为I,间距d，导线半径r0（r0??d）求： 1)导线间每单位长的磁能（导线内磁通可以忽略）； 2)若将两导线拉开到相距2d，单位长导线上磁力的功； 3）拉开后磁能变化多少？是增加还是减少？ （说明能量的来源并作定量计算） 当前第12页\共有31页\编于星期三\8点 I I O r0 d-r0 d x dx 解：1） 2）拉到x?处，单位长度导线受安培力 单位长度导线作的功 磁力作正功 当前第13页\共有31页\编于星期三\8点 0：磁能增加 3）拉开后磁能的变化 讨论：磁力作正功而磁能又增加，能量源于何处？ 当前第14页\共有31页\编于星期三\8点 电源克服自感电动势所做的功 当前第15页\共有31页\编于星期三\8点 例2、一通有电流I1的无限长直导线旁有一个与它共面每边长为a的正方形线圈，线圈中通电流I2，如图所示。线圈中心距长直导线为 。当维持它们的电流不变并始终保持它们共面时，它们的距离从 变为 ，求： （1）磁场对线圈所作的功； （2）此时长直导线和正方形线圈组成的体系中磁能变化了多少？ （3）为什么会有这样变化？ 当前第16页\共有31页\编于星期三\8点 解：（1） 初位置的互感系数 末位置的互感系数 （2） （因为长直导线与方线圈的磁通相互减弱） 当前第17页\共有31页\编于星期三\8点 安培力的功 FA x 安培力的功等于电流强度与磁通量变化的乘积。 ? ? ? 当前第18页\共有31页\编于星期三\8点 例3、通电为I的导线密绕N匝平面圆线圈, 已知r、R、B，求:（1）线圈在此位置的磁力矩；（2）线圈从此位置转到平衡位置时磁力的功 O 解（1） 方向：图中向上 r R 当前第19页\共有31页\编于星期三\8点 O （2） 当前第20页\共有31页\编于星期三\8点 例4、半径为R的超导圆环，自感为L，放在磁感应强度为B的均匀磁场中，环的轴线与B垂直，环内没有电流。现将这环绕垂直于B的直径转900，使它的轴线平行于B. 试求（1）环内的电流I; (2)外力作的功。 解：在转动的过程中有感应电动势和自感电动势 开始时，I0=0，磁通量也为0，所以 C=0 而转过900时， 当前第21页\共有31页\编于星期三\8点 负号表示I产生的磁场与B的方向相反，使通过环的总磁通量为0。（完全的抗磁体） 外力的功 解：在转动的过程中有