大学物理第五版上册课件第7章08

1、第七章第七章 恒定磁场恒定磁场 一一. .安培力安培力isbl dmfdvlid 78 载流导线在磁场中所受的力载流导线在磁场中所受的力电流元电流元lidlevilnsnddd 带电粒子数带电粒子数sindbefv一个带电粒子一个带电粒子sinddlbinff总和总和)sin(sinsinddlbif blif dd矢量式矢量式( 矢积方向矢积方向 )对任意载流导线对任意载流导线blifd操作操作xxffdyyffd对称性分析与利用对称性分析与利用blidfdlidbfd 例例1 如图一通有电流如图一通有电流 i 的闭合回路放在磁感应强的闭合回路放在磁感应强度为度为 的均匀磁场中的均匀磁场中,

2、 回路平面与磁感强度回路平面与磁感强度 垂直垂直 . 回路由直导线回路由直导线ab 和半径为和半径为r 的圆弧导线的圆弧导线bca 组成组成 ,电电流流 i 为顺时针方向为顺时针方向 , 求磁场作用于闭合导线的力求磁场作用于闭合导线的力.bbbxyoabci2df2df1fa. 对直导线对直导线ab分析分析:b. 对弧形导线对弧形导线 积分处理积分处理讨论讨论: 均匀磁场条件下均匀磁场条件下a. 平面闭合电流回路平面闭合电流回路0fabbif 1恰当坐标系恰当坐标系( 考虑对称性考虑对称性 )任取电流元任取电流元 写写 取分量等取分量等fdb. 任意形状非闭合电流任意形状非闭合电流ababff

3、c. 非均匀磁场非均匀磁场 上述结论不成立上述结论不成立00lidlidr 例例2 半径为半径为r载有电流载有电流i2 的导体圆环与电流为的导体圆环与电流为i1 的长直导线的长直导线 放在同一平面内放在同一平面内( 如图如图 ), 直导线与直导线与圆心相距为圆心相距为 d , 且且 r 1 0 ； 磁化率磁化率式中式中1r = 0 r 磁导率磁导率抗磁质抗磁质 1 0b. 辅助量、复合量辅助量、复合量 ( 与与 类似类似 )hdc. 的环流的环流只与穿过回路传导电流有关，只与穿过回路传导电流有关，h但但 与各种因素均有关与各种因素均有关hd. 有磁介质存在时有磁介质存在时 的求解的求解(高度对

4、称高度对称)bilhldhbhr0例例 有两个半径分别为有两个半径分别为 r 和和 r 的的“无限长无限长”同同轴圆筒形导体，在它们之间充以相对磁导率为轴圆筒形导体，在它们之间充以相对磁导率为 的磁介质的磁介质.当两圆筒通有相反方向的电流当两圆筒通有相反方向的电流 i 时时, 试试 求求 (1) 磁介质中任意点磁介质中任意点 p 的磁感应强度的大小的磁感应强度的大小；rirrdri(2) 圆柱体外面一点圆柱体外面一点q 的磁感强度的磁感强度.a. 先求先求 h 再求再求 b分析分析:b. 作圆形回路作圆形回路讨论讨论:is 分布？分布？ 影响？影响？dhlhl2d1. 磁畴磁畴无外磁场无外磁场

5、b有有外外磁磁场场三三. . 铁磁质铁磁质强自旋相互作用强自旋相互作用 自发磁化区自发磁化区域域20719121010m10m10，个原子个原子磁化时磁化时0bb( (居里点居里点) )0tt 磁畴瓦解磁畴瓦解顺磁质顺磁质2. 磁化曲线磁化曲线 磁滞回线磁滞回线顺顺(或抗或抗)磁质磁质 b-h 线性线性400 600 800 1000h/(am-1)1510 5b/10-4 tb= f (h)0mbmhprbchmhpmbhboq磁磁滞滞回回线线铁磁质铁磁质 b-h 非线性非线性剩磁剩磁矫顽力矫顽力3. 铁磁性材料铁磁性材料(1) 金属磁性材料金属磁性材料金属合金或化合物金属合金或化合物hbo软软磁材料磁材料hbo硬硬磁材料磁材料hbo矩矩磁铁氧体材料磁铁氧体材料分硬磁、软磁、压磁分硬