稳恒磁场习题课[1].ppt

第七章,恒 定 磁 场,.稳恒磁场的性质,稳恒磁场,.稳恒磁场的作用,小结,.稳恒磁场的性质,1.基本定理,无源场,有旋场,高斯定理,环路定理,2.力的性质,利用叠加原理,利用环路定理,计算,直导线(有限长无限长) 圆线圈 圆弧 无限长螺线管 无限长圆柱体 无限长圆柱壳 螺绕环,.稳恒磁场的作用,1.带电粒子,3.导线,霍耳效应,2.电流元,平面载流导线在均匀磁场中所受的力 ,与其始点和终点相同的载流直导线所受的磁场力相同.,若载流导线为一直导线且导线上各点的 都相同,.稳恒磁场的作用,4.载流线圈,5.磁介质,磁化电流,二 掌握描述磁场的物理量磁感强度的概念，理解它是矢量点函数.,三 理解毕奥萨伐尔定律，能利用它计算一些简单问题中的磁感强度.,一 理解恒定电流产生的条件，理解 电流密度和电动势的概念.,学习要求,五 理解洛伦兹力和安培力的公式 ，能分析电荷在均匀电场和磁场中的受力和运动. 了解磁矩的概念.,四 理解稳恒磁场的高斯定理和安培环路定理. 理解用安培环路定理计算磁感强度的条件和方法.,六 了解磁介质的磁化现象及其微观解释. 了解磁场强度的概念以及在各向同性介质中H和B的关系，了解磁介质中的安培环路定理 . 了解铁磁质的特性.,0,例 一半径为a的无限长直载流导线，沿轴向均匀地流有电流I若作一个半径为R = 5a、高为l的柱形曲面，已知此柱形曲面的轴与载流导线的轴平行且相距3a (如图)则 在圆柱侧面S上的积分 _,例 在真空中，电流由长直导线1沿底边ac方向经a点流入一由电阻均匀的导线构成的正三角形线框，再由b点沿平行底边ac方向从三角形框流出，经长直导线2返回电源(如图)已知直导线的电流强度为I，三角形框的每一边长为l，求正三角形中心O处的磁感强度.,方向:垂直纸面向外,方向:垂直纸面向里,解：令 、 、 和 分别代表长直导线1、2和三角形框的(ac+cb)边和ab边中的电流在O点产生的磁感强度,方向:垂直纸面向里,例 将半径为R 的无限长导体薄壁管（厚度不计）沿轴向割去一宽度为h（hR）的无限长狭缝后，再沿轴向均匀地流有电流，其面电流密度为i ，求管轴线上的磁感强度.,解,例 在平面螺旋线中，流过一强度为I的电流，求在螺旋线中心O处的磁感强度螺旋线被限制在半径为R1和R2的两圆之间，共N圈,解：,例 有一无限长通电的扁平铜片，宽度为a，厚度不计，电流I 在铜片上均匀分布，求铜片外与铜片共面、离铜片边缘为b 的点P（如图）的磁感强度.,解 建立坐标如图,例 均匀带电刚性细杆AB，线电荷密度为l，绕垂直于直线的轴O以w 角速度匀速转动(O点在细杆AB延长线上) 求：O点的磁感强度.,解：,例 如图，半径为R，带正电荷且线密度是(常量)的半圆以角速度绕轴OO匀速旋转 求：O点的磁感强度.,r,解：,方向:沿y轴正方向,例 在磁感强度为B 的均匀磁场中，有一圆形载流导线， a、b、c是其上三个长度相等的电流元，则它们所受安培力大小的关系为：,例 如图，长载流导线ab和cd相互垂直，它们相距l，ab固定不动，cd 能绕中心转动，并能靠近或离开ab当电流方向如图所示时，导线cd将 (A) 顺时针转动同时离开ab (B) 顺时针转动同时靠近ab (C) 逆时针转动同时离开ab (D) 逆时针转动同时靠近ab, D ,例 如图，长载流导线ab和cd相互垂直，它们相距l，ab固定不动，cd 能绕中心转动，并能靠近或离开ab当电流方向如图所示时，导线cd将 (A) 顺时针转动同时离开ab (B) 顺时针转动同时靠近ab (C) 逆时针转动同时离开ab (D) 逆时针转动同时靠近ab, D ,例 两个半径相同的圆环形载流导线A、B，它们可以自由转动和移动，把它们放在相互垂直的位置上，如图所示，将发生以下哪一种运动? (A) A、B均发生转动和平动，最后两线圈电流同方向并紧靠一起 (B) A不动，B在磁力作用下发生转动和平动 (C) A、B都在运动，但运动的趋势不能确定 (D) A和B都在转动，但不平动，最后两线圈磁矩同方向平行, A ,例 如图，在一固定的载流大平板附近有一载流小线框能自由转动或平动线框平面与大平板垂直大平板的电流与线框中电流方向如图所示，则通电线框的运动情况对着从大平板看是： (A) 靠近大平板 (B) 顺时针转动 (C) 逆时针转动 (D) 离开大平板向外运动,m, B ,例 半径为R 的半圆线圈ACD通有电流I2，置于电流为I1的无限长直线电流的磁场中，直线电流I1恰过半圆的直径，两导线相互绝缘求半圆线圈受到长直线电流I1的磁力,解:,例 如图是一种正在研究中的电磁轨道炮的原理图.可用于发射速度高达10km.s-1的炮弹,炮弹置于两条平行轨道之间并与轨道相接触,轨道是半径为r 的圆柱形导体,