第七章稳恒磁场3解读ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,7-4,电 流 的 磁 场,7-4 电 流 的 磁 场,1,1,、,毕奥萨伐尔定律：,由磁感强度叠加原理：任意载流导线（线圈）产生的磁感强度：,电流元 在场点,P,产生的磁感强度为：,I,P,1、毕奥萨伐尔定律：由磁感强度叠加原理：任意载流导线（线圈,2,2,、,毕奥萨伐尔定律的应用：,(1),载流直导线的磁场：,I,l,o,r,P,A,1,A,2,r,0,电流元 在,P,点,产生的磁感强度为：,方向为：,2、毕奥萨伐尔定律的应用：(1)载流直导线的磁场：Ilo,3,I,l,o,r,P,A,1,A,2,r,0,得：,载流直导线,A,1,A,2,在,P,点产生的磁感强度为：,对无限长载流直导线：,IlorPA1A2r0得：载流直导线A1A2在P点产生的磁,4,(2),载流圆线圈轴线上的磁场：,方向为：,dB,|,由对称性：,整个载流线圈在,P,点的磁感强度为：,(2)载流圆线圈轴线上的磁场：方向为：dB|由对称性,5,方向为：,dB,x,讨论：,x=0,时：,x R,时：,其中，m是磁矩，圆电流的磁矩 ，n是该平面的法向单位矢量，其指向,与电流的方向满足右手螺旋关系。,方向为：dBx讨论：x=0 时：x,6,例12-6,例,：,玻尔氢原子模型中，电子绕核作圆周运动。半径为,r=5.3,10,-11,m,，频率为,f=6.810,15,Hz,。求：,电子轨道运动在轨道中心产生的磁感强度；,解答：与电子轨道运动对应的电流：,例12-6例：玻尔氢原子模型中，电子绕核作圆周运动。半径为r,7,4,、,运动电荷的磁场：,设导线内自由电荷数密度为,n,，带电量为,q,，平均漂移速度为,v,，则：,代入毕奥,萨伐尔公式：,dN=nSdl,为电流元内自由电荷总数，所以，每个运动自由电荷产生的磁场：,dl=vdt,I,S,n,4、运动电荷的磁场：设导线内自由电荷数密度为n，带电量为q，,8,7-5,磁场的高斯定理,7-5 磁场的高斯定理,9,1,、,磁通量：,S,dS,通过磁场中某曲面的磁感应线数称为通过此面的磁通量，用,B,表示。,通过曲面,S,的磁通量：,磁通量单位：,韦伯,1Wb=1T1m,2,对闭合曲面：,规定：,闭合曲面上单位正法线矢量由里指向外。,1、磁通量：SdS通过磁场中某曲面的磁感应线数称为通过此面,10,2,、,磁场的高斯定理：,由磁感应线的性质：,上式称为,磁场的高斯定理,。,磁场的高斯定理是描述恒定磁场基本性质的重要定理。它指出：,磁场是一种无源场,。,磁感应线都是围绕电流的闭合曲线，所以：,2、磁场的高斯定理：由磁感应线的性质：上式称为磁场的高斯定理,11,例12-8,例,：,长直载流导线,旁有一共面的长方形平面。设：,I=20A,，,a=10cm,，,b=20cm,，,l=25cm,。求：通过该长方形的磁通量。,取图示面元,dS=ldr,，通过,dS,的磁通量为：,I,a,b,l,r,dr,dS,通过整个长方形面积的磁通量为：,例12-8例：长直载流导线旁有一共面的长方形平面。设：I=,12,7-6,磁场的安培环路定理,7-6 磁场的安培环路定理,13,一 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,一 安培环路定理o 设闭合回路,14,o,若,回路绕向化为,逆,时针时，,则,对任意形状的回路,与 成,右,螺旋,o若回路绕向化为逆时针时，则对任意形状的回路 与,15,电流在回路之外,电流在回路之外,16,多电流情况,以上结果对,任意,形状的闭合电流（伸向无限远的电流）均成立.,安培环路定理,多电流情况 以上结果对任意形状的闭合电流（伸,17,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,安培环路定理 即在真空的稳恒磁场中，磁感应强,18,第七章稳恒磁场3解读ppt课件,19,二 安培环路定理的应用举例,例1,求长直密绕螺线管内磁场,解 1),对称性分析螺旋管内为均匀场,方向沿轴向,外,部磁感强度趋于零，即 .,二 安培环路定理的应用举例 例1 求长直密绕螺线管,20,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,.,M,N,P,O,无限长载流螺线管内部磁场处处相等,外部,21,当 时，螺绕环内可视为均匀场.,例2,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,当 时，螺绕环内可视为均匀场,22,例3,无限长载流圆柱体的磁场,解 1,）,对称性分析,2,）,选取回路,.,例3 无限长载流圆柱体的磁场解 1）对称性分析2）选取,23,的方向与 成右螺旋,的方向与 成右螺旋,24,例4,无限长载流圆柱面的磁场,解,例4 无限长载流圆柱面的磁场解,25,7-7,磁场对载流线圈的作用,7-7 磁场对载流线圈的作用,26,M,N,O,P,M,N,O,P,I,一 磁场作用于载流线圈的磁力矩,如图,均匀,磁场中有一矩形载流线圈,MNOP,M,N O,PMNOPI一 磁场作用于载流线圈的磁力矩,27,线圈有N匝时,M,N,O,P,I,M,N,O,P,线圈有N匝时MNOPI M,N O,P,28,I,B,.,.,.,.,.,I,B,B,+,+,+,+,+,I,稳定平衡,不,稳定平衡,讨 论,1,）方向与 相同,2,）方向相反,3,）方向垂直,力矩最大,IB.IBB+,29,结论:均匀,磁场中，任意形状,刚,性闭合,平面,通电线圈所受的力和力矩为,与,成,右,螺旋,0,p,q,q,=,=,稳定,平衡,非稳定,平衡,磁矩,结论:均匀磁场中，任意形状刚性闭合平面通电线,30,例1,边长为,0.2m,的正方形线圈，共有,50,匝 ，通以电流,2A,，把线圈放在磁感应强度为,0.05T,的均匀磁场中.问在什么方位时，线圈所受的磁力矩最大？磁力矩等于多少？,解,得,例1 边长为0.2m的正方形线圈，共有5,31,