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稳恒磁场习题课唐绪兵

磁场学习总结与心得请记住几个人奥斯特（H.C.Oersted）毕奥（J.B.Biot)和萨伐尔(F.Savart)高斯（J.C.F.Gauss)安培（A.M.Ampère)洛伦兹（H.A.Lorentz)法拉第（M.Faraday）麦克斯韦（J.C.Maxwell)电流磁效应磁感强度高斯定理环路定理洛伦兹力—带电粒子电磁感应现代电动理论安培力—电流

电荷形态：静动内在因素，外在表现电场电流磁场电磁电动理论J.C.Maxwell1831-1879流微元磁场强度微元大小——毕萨定律方向——右手定则运动电荷磁场磁感强度

磁感强度求解直线电流无限长直导线（比较无限长均匀带电直线产生的电场）载流圆线圈在其轴线上的磁场

○圆电流环中心的场强○载流螺旋管在其轴上的磁场○一段圆弧电流在圆心处的磁感应强度

无限长载流螺线管贰磁场强度微元壹半无限长载流螺线管在管端口处叁

对闭合面来说，规定外法向为正方向磁场的高斯定理匀强磁场中通过一个平面的磁通量磁通量:通过磁场中某一曲面的磁力线的条数，即为通过该曲面的磁通量。（与电通量类比）磁场高斯定理

安培环路定理r（电流反向）（电流在闭合线外）说明：A.闭合曲线是任意的，不一定与电流垂直；B.电流可以是任意的空间闭合电流,不一定是一根长直电流。

要求：空间电流均为闭合的稳恒电流01符号规定：电流的正方向与L的环绕方向服从右手螺旋关系02

安培环路定理应用

——主要应用在载流体的磁场分布求解中均匀无限长圆柱型载流直导体长直圆柱面电流O圆柱体O圆柱面

若环很细长直螺线管载流螺绕环无限大导体板上均匀通电，电流线密度为

问题：运动电荷可产生磁场，反过来，磁场是否对电荷存在某种作用？☆实验物理学家，在奥斯特发现电流磁效应后，发现通电线圈与磁铁相似，而且两通电导线间有力的作用，同向相吸，异向相斥。

☆提出分子电流☆经典电子论的创立者；物质分子都含有电子，阴极射线的粒子就是电子；把物质与以太的相互作用解释为电子与以太的相互作用，解释塞曼效应，获1902年NobelPrize。

☆提出洛伦兹变换

磁场对电流的作用——安培力对象：磁场中的通电直导线。安培生活的年代电子还没有被发现。1884年，J.J.汤姆生发现电子。结果：精巧实验基础上的总结公式——毕萨定律和安培力公式的结合。所以通电导线在磁场中的受力称为“安培力”。电流在匀强磁场中受到的安培力I安培定律：

1.方向用右手定则判断3.闭合电流在匀强磁场中受到的安培力为零说明：安培定律应用：磁电式仪表电动机磁场对载流线圈的作用载流线圈磁矩：力偶矩：磁力矩力图使得线圈的磁矩转到与外磁场一致的方向上来。

对象：带电粒子在磁场中的运动结果：带电粒子受到洛伦兹力的作用1大小：2当3磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力

02对运动的电荷永远不做功。01洛伦兹力不改变运动电荷速度的大小，只能改变电荷速度的方向，使路径发生弯特征：

EuropeanOrganizationforNuclearResearch（CERN）LHC：LargeHadronColliderLEP：LargeelectronpositronSPS：超质子同步加速器BEBL：氢气泡室大型强子对撞机大型正负电子对撞机

周长27公里，深50-150米，覆盖面积有500个鸟巢

中国科学技术大学同步辐射国家实验室

螺距hBPP’

回旋加速器磁镜质谱仪应用：磁聚焦磁约束

霍尔效应（A.H.Hall）机制：当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差I++++---P型半导体+-+++---N型半导体-I+-

01测量半导体类型（n型或p型）测量磁感应强度测量电路中的电流测量载流子浓度磁流体发电02应用

如图，无限长直载流导线与正三角形载流线圈在同一平面内，若长直导线固定不动，则载流三角形线圈将(A)向着长直导线平移．(B)离开长直导线平移．