第30讲磁场安培环路定理.PPTVIP

第30讲 稳恒磁场的安培环路定理 左图中巨大的圆柱体实际上是一个通电的线圈，或叫螺线管，它是欧洲核子研究组织（CERN）粒子物理实验室的一个实验，它能够在内部产生均匀的磁场。如果两个这样相同的螺线管连在一起，它们产生的磁场将变大多少？ 一、磁感应线(Magnetic Field Lines) 为形象描述磁场分布情况,用一些假想的有方向的闭合曲线--磁感应线代表磁场的强弱和方向。 I 直电流 I 圆电流 螺线管电流 第30讲 稳恒磁场的安培环路定理 磁感应线的性质 与电流套连 闭合曲线 互不相交 方向与电流成右手螺旋关系 规定： B （3）磁感应线密集处磁场强；磁感应线稀疏处磁场弱。 （1）磁感应线上任意一点的切向代表该点B的方向； （2）通过垂直某点磁感应强度B方向单位面积上的磁感应线数目等于该点B 的大小 B 磁感应线 dS┻ 二、磁通量(Magnetic Flux) 磁通量：穿过磁场中任一给定曲面的磁感线总数。 对于曲面上的非均匀磁场，一般采用微元分割法求其磁通量。 dS en 单位：韦伯(Wb) 对所取微元，磁通量： 对整个曲面，磁通量： 三、稳恒磁场的高斯定理(Gauss’s Law for magnetism) 由磁感应线的闭合性可知，对任意闭合曲面，穿入的磁感应线条数与穿出的磁感应线条数相同，因此，通过任何闭合曲面的磁通量为零。 高斯定理的积分形式 静电场与稳恒磁场的比较： （1）静电场是有源场： （2）磁场是无源场； 磁单极子不存在 安培环路定理 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 四、稳恒磁场的安培环路定理(Ampere’s Law) 对闭合回路 对闭合回路 问 1） 是否与回路 外电流有关？ 2）若 ，是否回路 上各处 ？ 是否回路 内无电流穿过？ 几点注意： 环流虽然仅与所围电流有关，但磁场却是所 有电流在空间产生磁场的叠加。 任意形状稳恒电流，安培环路定理都成立。 安培环路定理仅仅适用于恒定电流产生的恒 定磁场，恒定电流本身总是闭合的，因此安 培环路定理仅仅适用于闭合的载流导线。 静电场的高斯定理说明静电场为有源场，环 路定理又说明静电场无旋；稳恒磁场的环路 定理反映稳恒磁场有旋，高斯定理又反映稳 恒磁场无源。 (1)分析磁场的对称性； (2)过场点选择适当的路径，使得 沿此环路的积 分易于计算： 的量值恒定， 与 的夹角处处相等； (3)求出环路积分； 五、安培环路定理的应用（Applications of Ampere’s Law） (4)用右手螺旋定则确定所选定的回路包围电流的正负，最后由磁场的安培环路定理求出磁感应强度 的大小。 应用安培环路定理的解题步骤： L 1.长直圆柱形载流导线内外的磁场 设圆柱电流呈轴对称分布，导线可看作是无限长的，磁场对圆柱形轴线具有对称性。 当 长圆柱形载流导线外的磁场与长直载流导线激发的磁场相同！