大学物理 复习A

1、大学物理（磁学）总复习静磁学静磁学1、基本概念、基本概念磁感应强度磁感应强度 sinqvFB 方向方向 : 规定磁场中某点小磁针规定磁场中某点小磁针 N 极所指的方向。极所指的方向。重点：一个基本概念，两个基本定律，两个基本定理重点：一个基本概念，两个基本定律，两个基本定理计算：叠加法计算：叠加法 环路定理环路定理20d4drelIBr LrrelIB20d4 叠加法叠加法常用结论常用结论)cos(cos4210 aIBRIB20 2、一无限长载流直导线，通有电流、一无限长载流直导线，通有电流 I，弯成如图形状。设弯成如图形状。设各线段皆在纸面内，则各线段皆在纸面内，则P 点磁感应强度点磁感应

2、强度B 的大小为的大小为 。IaaPaI 830RIOP)11(4E)11(2D)0C)4B)2A)0000 RIRIRIRI 1、无限长直导线在、无限长直导线在P 处弯成半径为处弯成半径为R 的圆，当通以电流的圆，当通以电流 I 时，则在圆心时，则在圆心O点的磁感应强度大小等于点的磁感应强度大小等于)cos(cos4210 aIB 分析分析 RIB20 2021 212RIRIB 2200 )cos(cos4210 aIB 分析分析 2021 212aIB 801 aIB 402 aIBBB 83021 2、两个基本规律、两个基本规律 SmSB0d高斯定理高斯定理安培环路定理安培环路定理Il

3、BL0d 稳恒磁场是稳恒磁场是无源有旋场。无源有旋场。 4、半径为、半径为0.5cm 的无限长直圆柱形导体上，沿轴的无限长直圆柱形导体上，沿轴线方向均流着线方向均流着I = 3A 的电流。作一个半径的电流。作一个半径r = 5cm，长长l = 5cm 且与电流同轴的圆柱形闭合曲面且与电流同轴的圆柱形闭合曲面S，则该曲面上则该曲面上的磁感应强度沿曲面的积分的磁感应强度沿曲面的积分。_d sB0rIl 5、如图，在一圆形电流、如图，在一圆形电流I I 所在的平面内，选取一个同心圆形闭合回路所在的平面内，选取一个同心圆形闭合回路L，则由安培环路定理可知则由安培环路定理可知 L O I LlB0dA）

4、 ，且环路上任意一点，且环路上任意一点B = 0 C） ，且环路上任意一点，且环路上任意一点B 0 LlB0dD） ，且环路上任意一点且环路上任意一点B = 常量。常量。 LlB0dB） ，且环路上任意一点，且环路上任意一点B 0 LlB0d 分析分析 内内IlBL0d 0 内内I0d LlB0 B磁场强度磁场强度 磁通量磁通量 SmmSBSBdddHB 通过某曲面的磁场线的条数。通过某曲面的磁场线的条数。其他基本概念其他基本概念安培力安培力洛伦兹力洛伦兹力磁矩磁矩SIm Bvqf BlIF dd LBlIFd 毕毕 萨定律萨定律其他规律其他规律20d4drelIBr 磁场对电流及运动电荷的作

5、用磁场对电流及运动电荷的作用 磁场磁场平面载流线圈的作用平面载流线圈的作用FrMdd 载流导体所受的磁力矩载流导体所受的磁力矩: MMdmB总是要使线圈转到其磁矩总是要使线圈转到其磁矩 与与 同向的平衡位置。同向的平衡位置。均匀磁场垂直的平面内任意形状的载流导线受的力均匀磁场垂直的平面内任意形状的载流导线受的力BmM 0 F均匀磁场中：均匀磁场中：CDIBF 方向：垂直方向：垂直 向上。向上。CDCDF场叠加原理场叠加原理 LrrelIB20d4 Bvqf 洛伦兹力只改变运动电荷的方向，不做功。洛伦兹力只改变运动电荷的方向，不做功。介质中的电场和磁场介质中的电场和磁场导体的电结构导体的电结构静

6、电感应过程静电感应过程特特殊殊介介质质铁磁质的结构铁磁质的结构特点、磁畴特点、磁畴磁化过程及特点磁化过程及特点磁滞回线磁滞回线剩磁、矫顽力剩磁、矫顽力导导体体0 内内E表表面面 E静电平衡条件：静电平衡条件：1）体内）体内2）表面）表面推论：推论： 导体是等势体导体是等势体 体内无净电荷。体内无净电荷。 表面表面:0 E场强和电势的计算场强和电势的计算铁铁磁磁质质1）相对磁导率高）相对磁导率高2）磁化曲线的非线性）磁化曲线的非线性3）磁滞）磁滞4）存在居里温度）存在居里温度oBH注意：注意：接地导体接地导体U = 0 细圆环细圆环224)0(4141rrvqBUrdqUrrdqE rIBUln

7、rUrE 2)0(22)1( jBUrUE 21)0(22)0( )0()(41)(2)(412/1222/32222/322 UxRqUxRRIBxRxqE 几种典型场：几种典型场： 点荷系点荷系 无限长直线无限长直线 无限大平面无限大平面.2RIBO 0 OERqUO04 特例：特例：螺绕环内螺绕环内 rNIB 2 一段直线电流一段直线电流)cos(cos4210 aIB无限长载流圆柱导体无限长载流圆柱导体:rIB 20 )(Rr 220rRIB ) (Rr nIB 无限长直螺线管无限长直螺线管 均匀带电球面均匀带电球面:RqUE040 在球内在球内rqUrrqE0204141 在球外在球

8、外一、基本概念一、基本概念感应电动势感应电动势动生电动势：动生电动势：lBvd ）（E E感生电动势：感生电动势：lEd 感感E E重点：一个基本概念，两个基本定律重点：一个基本概念，两个基本定律自感电动势自感电动势tILdd E E互感电动势互感电动势tIMdd E E互感互感IM 感应电场感应电场 SLStBlEdddd感感22121BBHwm 能量密度能量密度其他基本概念其他基本概念IL 自感自感221LIWm 自感磁能自感磁能磁场能量磁场能量VwWVmd 二、基本规律二、基本规律2、 楞次定律楞次定律1、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律tdd 感应电流自身产生的磁通总是反抗引起感应

9、电流的感应电流自身产生的磁通总是反抗引起感应电流的原磁通的变化原磁通的变化。 闭合电路中的感应电动势闭合电路中的感应电动势与穿过回路的磁通量的变化与穿过回路的磁通量的变化率成正比。率成正比。dal)(tia 解解 建立坐标系如图，在建立坐标系如图，在 距离坐标原点为距离坐标原点为x 处取处取 d x 宽的面积元，则宽的面积元，则xlSdd xOxxdxiB 20 载流长直导线在载流长直导线在 x 处产生的磁场：处产生的磁场：方向：方向：xlxiSBSBd2ddd0 穿过小面元的磁通量为：穿过小面元的磁通量为： 1、宽为、宽为a，长为，长为l 的矩形线圈近旁有一共面的长直导线，导线与线圈的的矩形

10、线圈近旁有一共面的长直导线，导线与线圈的一边平行且距离为一边平行且距离为d，当导线中有，当导线中有 I = Kt 的电流通过时，求线圈中的感应的电流通过时，求线圈中的感应电动势电动势E E。 选顺时针方向作为线圈的绕行正方向，则选顺时针方向作为线圈的绕行正方向，则线圈平面的方向为线圈平面的方向为 ，与磁场的方向相同。，与磁场的方向相同。dal)(tixOdad a addxlxid2d0 穿过线圈的磁通量为：穿过线圈的磁通量为：dadlKt ln20 dadil ln20 E E 的的方向：方向：逆时针方向。逆时针方向。0 E表示感应电动势的方向与选定的绕行方向相反。表示感应电动势的方向与选定的绕行方向相反。dadlK ln2tdd0 E由楞次定律知由楞次定律知E E 的的方向：方向：逆时针方向。逆时针方向。一、基本概念一、基本概念位移电流位移电流StDtISDDddd tDjD 位移