大学物理课件第七章恒定磁场.ppt

运动电荷的磁场 7-4 磁场中的高斯定理 通量 类比电通量，引入磁通量：通过磁场中某一曲面的磁感应线条数。 单位名称：韦[伯]，符号：Wb 磁场中的高斯定理 在磁场中通过任意闭合曲面的磁感应强度通量等于零。 取曲面外法线方向为正。 磁感线是无头无尾的闭合曲线。???? 磁通连续定理 7-5 安培环路定理 安培环路定理 数学表达式： L 符号规定：电流方向与L的环绕方向服从右手关系的 I为正，否则为负。 证明步骤： 1 在围绕单根载流导线的垂直平面内的圆回路。 2 在围绕单根载流导线的垂直平面内的任一回路。 3 不围绕单根载流导线，在垂直平面内的任一回路。 推广：适用于非平面的任一闭合回路 适用于非直线电流 L 4 围绕多根载流导线的任一回路 L 设有 穿过回路L， 不穿过回路L 令 分别为单根导线产生的磁场 ...... ...... 所有电流的总场 任意回路 穿过回路的电流 (1) 分析磁场分布的对称性（方向、大小）。 (2) 选择适当的安培环路: ? 环路应该通过场点， ? 环路上待求的场强只有一个值 （可以提出积分号）。 ? 环路的各部分或∥ ,或⊥ , 安培环路定理的应用 例1 求无限长圆柱面电流的磁场分布（半径为 R）。 （1）分析场结构：有轴对称性 （2）以轴上一点为圆心，取垂直于轴的平面内半径为 r 的圆为安培环路。 求无限长载流圆柱导体内外的磁场分布。 ( r R ) ( r R ) R r R r 例2 求载流螺绕环内的磁场。 设螺绕环的半径为 ，共有N 匝线圈。 其磁场方向与电流满足右手螺旋。 螺绕环管外磁场为零。 同理可求得 当环管横截面半径比半径R小很多时 以平均半径 作圆为安培回路 L，可得： 例3 无限大平板电流的磁场分布。面电流密度 j 到处均匀。 解：视为无限多平行长直电流的场。 结果：在无限大均匀平面电流的两侧的磁场都为均匀磁场，并且大小相等，但方向相反。 7-6 磁场对运动电荷的作用 带电粒子在磁场中的运动 说明： 1、洛仑兹力F的方向垂直于v和B所确定的平面。 2、洛仑兹力F不能改变带电粒子速度v的大小，只能改变其运动方向。 1. 运动方向与磁场方向平行 ? = 0 F = 0 + B v 结论： 带电粒子作匀速直线运动。 带电粒子作匀速圆周运动，其周期与速度无关。 结论： 2. 运动方向与磁场方向垂直 v F ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? + B R 运动方程： 受到力： 半径 周期 与速度无关 3. 运动方向沿任意方向 所以，其合运动为螺旋线运动。 ：垂直于磁场方向的圆周运动 ：沿磁场方向做匀速直线运动。 其半径： 周期仍为： 螺距 电磁场控制带电粒子运动的实例 1. 速度选择器 2. 汤姆孙实验 3. 霍耳效应 + ? 以载流子是负电荷为例, 电场力与洛伦兹力平衡时电子的漂移达到动态平衡，从而形成横向电势差。 其定向漂移速度为v与电流反向， 在AA′方向上形成电场 霍耳效应的应用 测量磁感应强度 测量载流子浓度 测量载流子类型 动量为p 该电子出射方向和入射方向间的夹角为 * 第七章 恒定磁场 7-1 恒定电流 电动势 7-2 磁场 磁感应强度 7-3 毕奥-萨伐尔定律 7-4 磁场中的高斯定理 7-5 安培环路定理 7-6 磁场对运动电荷的作用 7-7 磁场对载流导线的作用 7-8 磁介质 学习方法：对比法（电磁） 运动电荷 运动电荷 磁场 7-1 恒定电流 电动势 恒定电流和恒定磁场 电流：大量电荷的定向运动。 ⑴ 导体中存在自由电荷； 形成电流的两个基本条件： ⑵ 导体中要维持一定的电场。 载流子：导体中承载电荷的粒子。 S 电流强度（I）：单位时间内通过导体任一横截面的电量 。 单位：安培 导体中通过任一截面的电流强度不随时间变化（I = 恒量）。 恒定电流（直流电）： 电流强度的方向：导体中正电荷的流向。 维持稳定电流的条件是在导体内部建立稳定电场 恒定电场和