物理6.1 --6.3稳恒磁场ppt课件

1、第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 B-SB-S定律定律xyzo一一 磁磁 场场运动电荷运动电荷运动电荷运动电荷磁场磁场0F二磁二磁 感应感应 强强 度度 的的 定定 义义B+v 带电粒子在磁场中运带电粒子在磁场中运动所受的力与运动方向有动所受的力与运动方向有关关. 实验发现带电粒子在磁场实验发现带电粒子在磁场中沿某一特定直线方向运动时中沿某一特定直线方向运动时不受力，此直线方向与电荷无不受力，此直线方向与电荷无关关.+vvv第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 B-SB-S定律定律 带电粒子在磁场中沿其他带电粒子在磁场中沿

2、其他方向运动时方向运动时 垂直于垂直于 与与特定直线所组成的平面特定直线所组成的平面.Fv 当带电粒子在磁场中垂当带电粒子在磁场中垂直于此特定直线运动时受力最直于此特定直线运动时受力最大大.FFFmaxvqFmax大小与大小与 无关无关v, q 磁感强度磁感强度 的定义：当的定义：当正电荷垂直于正电荷垂直于 特定直线运动特定直线运动时，受力时，受力 将将 方方向定义为该点的向定义为该点的 的方向的方向. BmaxFvmaxFBvqFmax第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 B-SB-S定律定律单位单位 特斯拉特斯拉mN/A1)T( 1+qvBmaxF 磁感强

3、度磁感强度 的定义：当的定义：当正电荷垂直于特定直线运动正电荷垂直于特定直线运动时，受力时，受力 将将 方方向定义为该点的向定义为该点的 的方向的方向. BmaxFvmaxFBvqFBmax磁感强度大小磁感强度大小运动电荷在磁场中受力运动电荷在磁场中受力BqF v第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 B-SB-S定律定律IP*三三 毕奥毕奥萨伐尔定律萨伐尔定律(电流元在空间产生的磁场电流元在空间产生的磁场)20sind4drlIB30d4drrlIB真空磁导率真空磁导率 270AN104lIdBd30d4drrlIBB 恣意载流导线在点恣意载流导线在点 P 处

4、的磁感强度处的磁感强度磁感强度叠加原理磁感强度叠加原理rlIdrBd第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 B-SB-S定律定律12345678lId例例 判别以下各点磁感强度的方向和大小判别以下各点磁感强度的方向和大小.R+1、5 点点 ：0dB3、7点点 ：204ddRlIB02045sin4ddRlIB2、4、6、8 点点 ：30d4drrlIB毕奥毕奥萨伐尔定律萨伐尔定律第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 B-SB-S定律定律yxzIPCDo0r* 例例1 载流长直导线的磁场载流长直导线的磁场.Bd解解20sind4d

5、rzIBCDrzIBB20sind4dsin/,cot00rrrz20sin/ddrz 方向均沿方向均沿 x 轴的负方向轴的负方向Bd1r四四 毕奥毕奥-萨伐尔定律运用举例萨伐尔定律运用举例221dsin400rIBzzd第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 B-SB-S定律定律）（2100coscos4rI 的方向沿的方向沿 x 轴的负方向轴的负方向.B21dsin400rIB无限长载流长直导线的磁场无限长载流长直导线的磁场.021002rIB）（2100coscos4rIB12PCDyxzoIB+第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强

6、度磁感强度 B-SB-S定律定律IB002rIB 电流与磁感强度成右螺旋关系电流与磁感强度成右螺旋关系半无限长载流长直导线的磁场半无限长载流长直导线的磁场004rIBP 无限长载流长直导线的磁场无限长载流长直导线的磁场r*PIo221IBX X第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 B-SB-S定律定律Ix 真空中真空中 , 半径为半径为R 的载流导线的载流导线 , 通有电流通有电流I , 称圆称圆电流电流. 求其轴线上一点求其轴线上一点 p 的磁感强度的方向和大小的磁感强度的方向和大小. 解解 根据对称性分析根据对称性分析sindBBBx20d4drlIB例例

7、2 圆形载流导线的磁场圆形载流导线的磁场.rBdBBlIdpRo*第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 B-SB-S定律定律xxRp*20dcos4drlIBxlrlIB20dcos4222cosxRrrRRlrIRB2030d42322202）（RxIRB20d4drlIBoBdrlId第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 B-SB-S定律定律2322202）（RxIRBRIB20 30 x3032022xISBxIRB，4Rx2 的方向不变的方向不变( 和和 成右螺旋关系成右螺旋关系0 xBIB1假设线圈有假设线圈有 匝匝

8、N2322202）（RxIRNB讨讨论论x*BxoRI第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 B-SB-S定律定律oI2R1R5* Ad4*o2RI+R3oIIRo1RIB200RIB400RIB8001010200444RIRIRIBdIBA40 x0B第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 B-SB-S定律定律IS三三 磁偶极矩磁偶极矩neISmmne3202xIRBmISnen302exmB302xmB 阐明：只需当圆形电流的面积阐明：只需当圆形电流的面积S很小，或场点距很小，或场点距圆电流很远时，才干把圆电流叫做磁偶极子圆

9、电流很远时，才干把圆电流叫做磁偶极子. 例例2 2中圆电流磁感强度公中圆电流磁感强度公式也可写成式也可写成第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 B-SB-S定律定律+ + + + + + + +pR+ +*例例3 载流直螺线管的磁场载流直螺线管的磁场 如下图，有一长为如下图，有一长为l , 半径为半径为R的载流密绕直螺线的载流密绕直螺线管，螺线管的总匝数为管，螺线管的总匝数为N，通有电流，通有电流I. 设把螺线管放设把螺线管放在真空中，求管内轴线上一点处的磁感强度在真空中，求管内轴线上一点处的磁感强度.2/322202）（RxIRB解解 由圆形电流磁场公式由圆

10、形电流磁场公式oxxdx第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 B-SB-S定律定律op1xx2x+ + + + + + + + +2/32220d2dxRxInRBcotRx 2222cscRxR212/32220d2dxxxRxRnIBBdcscd2Rx21dsin20nI21dcscdcsc233230RRnIB21第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 B-SB-S定律定律120coscos2nIB 讨讨 论论1P点位于管内轴线中点点位于管内轴线中点212/ 1220204/2cosRllnInIB2222/2/cosRl

11、l21coscosnIB0Rl 假设假设第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 B-SB-S定律定律(2) 无限长的螺线管无限长的螺线管 nIB0213半无限长螺线管半无限长螺线管0,221或由或由 代入代入0,21120coscos2nIBnI021xBnI0OnIB0第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 B-SB-S定律定律+qr四四 运动电荷的磁场运动电荷的磁场30d4drrlIB毕毕 萨定律萨定律 vlqnSlSjlIddd30d4drrlqnSBvlnSNdd304ddrrqNBBv运动电荷的磁场运动电荷的磁场适用条件适用条件cv+BvvrBSjl dq第第6章章 稳恒磁场稳恒磁场6.1 6.1 磁场磁场 磁感强度磁感强度 B-SB-S定律定律Ro解法一解法一 圆电流的磁场圆电流的磁场rrrrIdd22drrIBd22dd00B, 0向外向外 例例4 半径半径 为为 的带电薄圆盘的电荷面密度的带电薄圆盘的电荷面密度为为 , 并以角速度并以角速