磁场强度安培环路定律.PPTVIP

* 磁场强度 安培环路定律 第四节 安培（1775--1855），法国物理学家，对数学和化学也有贡献。他在电磁理论的建立和发展方面建树颇丰。1820年9月提出了物质磁性起源的分子电流假设，并在1821—1825年的实验基础上导出两电流元间相互作用力的公式，后来人们结合毕奥—萨伐尔定律而将该公式写成现在通用的安培力公式，即定培定律。 §12-4 磁场强度 安培环路定律 ：自由电荷分布 ：电流分布 电位移矢量 磁场强度 自由电荷分布 电介质性质 电流分布 磁介质性质 12.4.1 磁场强度 在任何磁介质中，磁场中某点的磁感应强度B与同一点上的磁导率?的比值称为该点的磁场强度，用H表示。 1.定义： 通电直长螺线管： 无限长载流直导线： B n μ = I n H = I I I μ H = B = 2 π 2 π r r 某点的磁场强度与什么有关呢 ? 在无限大均匀磁介质内,给定点的磁场强度只与导线中的传导电流强度、导线的形状(即电流分布)以及给定点相对于导线的位置有关,而与磁介质无关. 安培?米-1(A?m-1) 在磁场线上任何一点的切线方向 磁场线在磁场中某处的面密度 3.磁场线( 线) 2. 单位: 方向: 4.磁场线通量( 通量) 大小: 通过某给定曲面的 线的条数 通过同一曲面的 通量与 通量之间相差?倍. ? (电场中的环路定律) (磁场强度的环流) 12.4.2 安培环路定律 1. 垂直电流平面内圆形环路 H I r l 2.垂直电流平面内任一环路 θ r dl I d φ ? P (1)电流在环路内 (2)电流在环路外 注意在L1中 L2 A B L1 ? dl I dl dl H H dl 3. 任意环路 (不完全在垂直电流的平面内) 环路包围多根载流导线 4. 与积分回转方向成右手螺旋的电流为正,否则为负. 右图所示: I I 1 2 I 3 l I I 1 2 I 3 l 1表述：磁场强度沿任意闭合曲线的线积分,等于这闭合曲线所包围的各传导电流强度的代数和。 12.4.2 安培环路定律 2.公式: 与积分回转方向成右手螺旋的电流为正,否则为负. 闭合曲线所包围的电流:是指穿过以它为边线的任一曲面的电流(曲面的法向规定与曲线的积分方向成右手螺旋关系) a b c I1 I2 (对环路c) (对环路a) (对环路b) (1)在各条闭合曲线上,各点的磁场强度 H的量值是否相等? 等于: (2)在闭合曲线c上各点的H是否为零?为什么? ? 若环路绕载流导线n周 -2I a b c 12.4.3 环路定律的应用 I I 1. 无限长通电螺线管的磁场 管内各点均有与轴线相同的磁感应强度(即管内为均匀磁场),而管外侧,磁场强度很弱,可忽略不计. 求长直螺丝线管内部P点的磁场强度.(已知螺线管单位长度上有n匝线圈,通电流为I) 解:如图过P点作矩形闭合线abcd,根据安培环路定律: H P + + + + + + + + + + + + + + + + _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ a b c d N 匝数 : ( ) I I B r R 1 R 2 0 2. 环形螺线管 同一条磁场线上,磁场强度量值相等. . . r R 1 R 2 . . + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . H P 求P点磁场强度. 取过P点的磁场线为积分环路 . . H l dl . = H dl cos 0 l 0 3. 均匀通电直长圆柱体的磁场 R r 1. 设电流 I 均匀分布在整个横截面上。 求距圆柱轴线垂直距离为r处某点A的磁场强度(设长圆柱介质磁导率大于真空中磁导率). I μ μ 0 R r A 取以圆柱轴线为轴,以r为半径的园为环路,根据安培环路定律: I μ μ 0 R H r r 2 π H = I I r 2 π H = 在分界面上H 连续B 不连续 R r 2. B = r 2 π I μ 0 H r R 0 B r R 0