7-3-恒定磁场的基本性质.ppt

****************§3恒定磁场的基本性质本节提要3-1磁场的高斯定理3-2磁场的安培环路定理一恒定磁场的产生恒定电流：导体(均匀或非均匀导体)中电流密度分布不随时间变化，导体中的电流就是恒定电流。恒定电流的产生条件：导体中电荷分布不随时间改变。恒定电流产生恒定电场，同时产生恒定磁场。二磁感应线规定：用一系列假想的曲线描述磁场的分布,曲线上每一点的切线方向就是该点的磁感应强度B的方向，曲线的疏密程度表示该点的磁感应强度B的大小。IIISNISNI磁感应线的特点(1)磁感应线是旋涡状的闭合曲线或两端伸向无穷远处;(2)磁感应线和载流回路互相套合（每条磁感应线至少围绕一根载流导线）;(3)任两条磁感应线不相交;(4)磁感应线的环绕方向与电流方向之间服从右手螺旋定则。磁通量(与电通量比较)：通过某曲面S的磁感应线的总条数。三磁通量磁场的高斯定理对任意曲面单位物理意义：通过任意闭合曲面的磁通量必等于零（故磁场是无源的。）磁场的高斯定理证明：因为磁感应线是闭合的，对任一闭合曲面来说穿入与穿出必抵消。比一比：静电场高斯定理与磁场高斯定理无源场，不存在正负磁荷有源场，存在正负电荷例1：已知均匀磁场，其磁感应强度B=2.0Wb/m2,方向沿X轴正向，试求（1）通过aboc面的磁通量（2）通过bedo面的磁通量（3）通过acde面的磁通量（4）通过闭合曲面的磁通量解：设各面向外法线为正例2：求通过S的磁通量。解：例3：真空中有两根相距为d的平行直导线，每根导线载有电流I1=I2=I。试求通过两导线间矩形abcd的磁通量。drdrlr2r1I1I2解:四磁场的安培环路定理o设闭合回路为圆形回路（与成右螺旋）载流长直导线的磁感强度为o若回路绕向变化为逆时针，则对任意形状的回路与成右螺旋电流在回路之外多电流情况说明：以上结果对任意形状的恒定电流磁场均成立。安培环路定理即在真空的稳恒磁场中，磁感应强度沿任一闭合路径的积分的值，等于乘以该闭合路径所包围的各电流的代数和。电流正负的规定：与成右螺旋时，为正；反之为负。注意问1）是否与回路外电流有关？2）若，是否回路上各处？是否回路内无电流穿过？N次链套：2.上述讨论不是严格证明，只是说明。4.仅适用稳恒电流产生的磁场。磁场为有旋场！电流是磁场的涡旋中心3.说明：静电场：无旋场1.左边由所有电流共同产生，但右边I是指穿过闭合曲线的电流，不包括闭合曲线以外的电流。五安培环路定理的应用举例例4求长直密绕螺线管内磁场解1)对称性分析螺旋管内平行于轴线方向任一点B相等,外部磁感强度趋于零，即。应用安培环路定理计算磁场应满足以下条件：1.环路L上的B大小相等，B与dl处处平行或垂直（或夹角不变）;2.环路的长度便于计算。无限长载流螺线管内部磁场处处相等,外部磁场为零。2)选回路。++++++++++++磁场的方向与电流成右螺旋.MNPO当时，螺绕环内可视为均匀场。例5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.令例6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7无限长载流圆柱面的磁场解例8：求无限大平面电流的磁场分布。已知面电流密度（通过与电流方向垂直的单位长度的电流）处处均匀，大小为j解：无限大平面电流可看成是无限多根平行排列的长直电流所组成。根据对称性分析，取积分环路abcda**************规定：当电流方向与闭合回路的绕行方向符合右手定则时，电流为正；反之，电流为负。磁场的环流不为零反映了磁场是涡旋场：有旋