大学物理第二十讲.ppt

第七章 稳恒磁场 北京化工大学北方学院 大学 物理学 主讲人：曹贺鑫 上节课知识回顾 1.求解带电体电势的方法 定义法 叠加方法 2.电容器的电容 圆柱形电容器的电容 设两圆柱面单位长度上分别带电?Q ++++ ---- 解 克罗地亚人，后加入美国国籍，世界知名的发明家、物理学家、机械工程师和电机工程师。他发明了交流发电机和高频变压器．1889年，特斯拉在美国哥伦比亚，实现了从科罗拉多斯普林斯至纽约的高压输电实验。从此，交流电开始进入实用阶段。 为了表彰他在交流电系统的贡献，人们把他的名字作为磁感应强度的单位。 尼古拉·特斯拉 Nikola Tesla （1856－1943年） 本节教学基本要求 　　1、了解电场能量密度的意义，会计算电场能量。 　　3、理解稳恒磁场的叠加原理。 　　2、理解毕奥—萨伐尔定律，能利用叠加方法 计算磁感应强度。 第六章 静电场 三、电容器电能 + + + + + + + + + - - - - - - - - - + 第六章 静电场 1.平行板电容器 能量密度 不均匀电场中 （适用于所有电场） 三、静电场能量 第六章 静电场 2R 电场能 电势能 产生电场的物体具有的能量 电场中的物体（带电）具有的能量 例：一均匀带电球面，带电量为Q，半径为R， 求：在R到2R的空间内的电场能量 R Q 2R 第六章 静电场 第七章 稳恒磁场Static Magnetic Field 静止电荷——静电场 运动电荷——变化电场——磁场 恒定电流——恒定磁场，稳恒磁场 §7-1 磁场 磁感应强度 一、磁场（Magnetic Field） 1 磁铁的磁场 N S S N 磁 铁 磁场 磁 铁 同磁极相斥，异极相吸. 2 电流的磁场 奥斯特实验 电 流 磁场 电 流 3 磁现象的起源 运动电荷 磁场 运动电荷 磁场的特征： （1）对运动电荷、电流等有力的作用。 （2）磁场有能量，可以做功。 + + 二、 磁感应强度 B 带电粒子在磁场中运动所受的力与运动方向有关. 实验发现带电粒子在磁场中沿某一方向运动时不受力。 （Magnetic Flux Density） 定义： (1) q运动时，受力F=0，该方向为该点处B 的方向。 (2) 使q沿 v ?B 的方向运动时，F =Fmax + 矢量式 单位：特斯拉（T） 洛伦兹力 ——描述磁场强弱及方向的物理量。 F、v、B 三者之间的关系如下： 1）F?(v、B) 决定的平面 2）v ?B 时，F=Fmax 3）v ||B 或 v ??B 及 v=0时，F=0 §7-2 毕奥—萨伐尔定律 一、毕萨定律 场强的计算 1、叠加法（矢量叠加） 2、高斯定理 电势的计算 1、叠加法（标量叠加） 2、定义法 恒定电流产生 磁场的计算 1、叠加法（毕萨定律） 2、安培环路定理 静电场: 取 磁 场： 取微元 电流元 ？ 求导线外某点P的 .P 取电流元 ——毕萨定律 真空磁导率 P点磁感应强度 二、毕萨定律的应用 （1）选择电流元 （2）写出毕萨定律 （3）分解 （4）统一变量，积分求解 例1：有限长直导线，通以电流I，求P点的磁感应强度 I 解（1）选择电流元 （2）毕萨定律 方向：相同，z轴负向 大小 （3）分解 P A B * （4）统一变量，求解 P A B * 无限长载流直导线 半无限长载流直导线 I 半无限长载流直导线延长线上 例2 求载流圆线圈轴线上的磁场B，已知半径为R， 通电电流为I。 解：先讨论B的方向 I . P x x o 与 是对X轴对称的 R 0 2?R 方向沿 x 轴正向！ I o R . P x B B 讨论 （1）若线圈有 匝 （2） R (3) o I I R o (1) x 推 广 组 合 × o (2) R I × P d (4) * R O (5) (6) R O * * * *