第三篇稳恒磁场.pptVIP

第1页，共30页，星期日，2025年，2月5日§2磁场磁感强度一.磁场电流或运动电荷周围既有电场又有磁场磁场的宏观性质：?对运动电荷(或电流)有力的作用?磁场有能量二.磁感强度运动电荷在电磁场中受力：洛仑兹力公式第2页，共30页，星期日，2025年，2月5日电场力，与电荷的运动状态无关磁场力，运动电荷才受磁力?洛仑兹力是力的基本关系式?洛仑兹力是相对论不变式?磁感强度(MagneticInduction)或称磁通密度(magneticfluxdensity)?单位：特斯拉(T)第3页，共30页，星期日，2025年，2月5日?无头无尾闭合曲线§3磁力线磁通量磁场的高斯定理一.磁力线1.典型电流的磁力线2.磁力线的性质二.磁通量单位：韦伯(Wb)?与电流套连?与电流成右手螺旋关系第4页，共30页，星期日，2025年，2月5日三.磁通连续原理（磁场的高斯定理）§4毕－萨－拉定律及应用一.毕萨拉定律电流元currentelement微分形式无源场真空中的磁导率第5页，共30页，星期日，2025年，2月5日例1求圆电流中心的磁感强度解：任取电流元在场点O的磁感强度方向垂直纸面向外大小为各电流元的磁场方向相同大小直接相加H/m第6页，共30页，星期日，2025年，2月5日例2平面载流线圈的磁矩磁偶极子平面载流线圈[magnetic(dipole)moment]定义平面载流线圈的磁矩如果场点距平面线圈的距离平面线圈的平均线度则称为磁偶极子磁偶极矩第7页，共30页，星期日，2025年，2月5日电偶极子磁偶极子电偶极矩磁偶极矩场量的表达形式相同-+第8页，共30页，星期日，2025年，2月5日例3直电流磁场的特点1)场点在直电流延长线上2)长直载流导线中垂线上一点?各电流元产生的磁感强度方向相同?中垂线上半部分电流与中垂线下半部分电流各提供1/2的磁感强度?无限长和半无限长载流导线则有必然结果第9页，共30页，星期日，2025年，2月5日§5安培环路定理及应用一.定理表述在恒定磁场中，磁感强度沿任一闭合环路的线积分，等于穿过该环路的所有电流的代数和的倍。第10页，共30页，星期日，2025年，2月5日空间所有电流共同产生的在场中任取的一闭合线任意规定一个绕行方向L上的任一线元与L套连的电流如图示的代数和与L绕行方向成右螺电流取正如图示的电流取正取负电流分布第11页，共30页，星期日，2025年，2月5日二.安培环路定理在解场方面的应用对于一些对称分布的电流，可以通过取合适的环路L，利用磁场的环路定理比较方便地求解场量。(具体实施，类似于电场强度的高斯定理的解题。)例1求密绕长直螺线管内部的磁感强度总匝数为N总长为通过稳恒电流电流强度为分析对称性知内部场沿轴向方向与电流成右手螺旋关系第12页，共30页，星期日，2025年，2月5日由磁通连续原理可得取过场点的每个边都相当小的矩形环路abcda由安培环路定理均匀场第13页，共30页，星期日，2025年，2月5日由安培环路定理可解一些典型的场无限长载流直导线密绕螺绕环无限大均匀载流平面匝数场点距中心的距离(面)电流的(线)密度第14页，共30页，星期日，2025年，2月5日电流密度?(体)电流的(面)密度如图电流强度为I的电流通过截面S若均匀通过电流密度为?(面)电流的(线)密度如图电流强度为I的电流通过截线若均匀通过则第15页，共30页，星期日，2025年，2月5日§6磁力及其应用一.带电粒子在磁场中受力1.洛仑兹力2.应用之一霍耳效应金属导体1879年美国物理学家霍耳发现：对应图中沿Z方向有电势差第16页，共30页，星期日，2025年，2月5日霍耳效应金属导体实验测定霍耳电势差霍耳系数可以用带电粒子在磁场中受力解释，精确的解释只能用电子的量子理论。霍耳效应的应用：?判定导电机制?测量未知磁感强度第17页，共30页，星期日，2025年，2月5日二.载流导线在磁场中受力1.安培力公式怎么计算电流受到的磁场力？安培指出任意电流元受力为整个电流受力安培力公式第18页，共30页，星期日，2025年，2月5日例1在均匀磁场中放置一半径为R的半圆形导线，电流强度为I，导线两端连线与磁感强度方向夹角?=30°，求此段圆弧