下稳恒磁场题 ppt课件

1、描画磁场性质的物理量用磁感应强度来描画。描画磁场性质的物理量用磁感应强度来描画。B2004rrlIdBd 一、毕奥一、毕奥-萨伐尔定律萨伐尔定律IlIdPrBd例例1：无限长载流直导线的磁场：无限长载流直导线的磁场012(coscos)4IBa ILalIdr OPlBd1 2 aIB 20电流运动电荷电流运动电荷电场电场磁场磁场电流运动电荷电流运动电荷二、磁场的高斯定理二、磁场的高斯定理SmsdBB dSS0磁场的高斯定理磁场的高斯定理磁通量磁通量0 B例例2 载流圆环轴线上的磁场载流圆环轴线上的磁场032222()mPBxR 0nSIPmRIB20 圆心处圆心处ROx三、安培环路定理三、安

2、培环路定理 iiLIldB内内0 例例1 1 求密绕长直螺线管内部的磁感强度求密绕长直螺线管内部的磁感强度lIBnIB0管内是均匀场管内是均匀场例例2 无限长、圆柱形无限长、圆柱形(半径为半径为R)均匀载流导线均匀载流导线内外的磁场内外的磁场 RrrIB 20 RrRIrB 202 I例例3、无限大平面电流的磁场分布、无限大平面电流的磁场分布20jB 在无限大均匀平面电流的两侧的磁场都为匀强磁场且在无限大均匀平面电流的两侧的磁场都为匀强磁场且大小一样方向相反。大小一样方向相反。BB四、带电粒子在均匀场中的运动四、带电粒子在均匀场中的运动BvqF 磁力磁力(洛仑兹力洛仑兹力)只改动粒子的速只改动

3、粒子的速度方向，而不改动速度的大小。度方向，而不改动速度的大小。rvmqvB2qBmvr qBmT 22当带电粒子与当带电粒子与B有角度时，有角度时，合成的结果是带电粒子将合成的结果是带电粒子将做等螺距的螺线轨道运动。做等螺距的螺线轨道运动。五、安培力五、安培力()LLFdFIdlB一段载流导线一段载流导线受的安培力受的安培力1、均匀磁场作用载流导线上的安培力、均匀磁场作用载流导线上的安培力BlIF2、均匀磁场作用在载流线圈上的磁力矩、均匀磁场作用在载流线圈上的磁力矩BmM 3、稳恒磁场中磁力、磁力矩的功、稳恒磁场中磁力、磁力矩的功 IA六、有磁介质存在时的磁场六、有磁介质存在时的磁场顺磁质顺

4、磁质 ；抗磁质；抗磁质 ；铁磁质；铁磁质1r1r1riiLIl dH传导MBHo 磁场强度磁场强度HHBro HMm 1rm 均匀各向同性的均匀各向同性的磁介质中，物理磁介质中，物理量的关系：量的关系：磁化强度磁化强度磁化率磁化率相对磁导率相对磁导率2 电流元是圆电流线圈本身的一部分，那么以下哪个是正电流元是圆电流线圈本身的一部分，那么以下哪个是正确的：确的： ( A ) 电流元受磁力为电流元受磁力为0 ； ( B ) 电流元受磁力不为电流元受磁力不为0，方向沿半径向外；，方向沿半径向外； ( C ) 电流元受磁力不为电流元受磁力不为0，方向指向圆心；，方向指向圆心； ( D ) 电流元受磁力

5、不为电流元受磁力不为0，方向垂直圆电流平面，方向垂直圆电流平面 . 3. 用细导线均匀密绕生长用细导线均匀密绕生长l为、半径为为、半径为a (l a)、总匝数为、总匝数为N的螺线管，管内充溢相对磁导率为的螺线管，管内充溢相对磁导率为r的均匀磁介质。假设线圈的均匀磁介质。假设线圈中载有稳恒电流中载有稳恒电流I，那么管中恣意一点的，那么管中恣意一点的( A ) 磁感应强度大小为；磁感应强度大小为；( B ) 磁感应强度大小为；磁感应强度大小为； ( C ) 磁场强度大小为；磁场强度大小为； ( D ) 磁场强度大小为磁场强度大小为. NIBr0lNIBr/lNIH/0lNIH/1一电子垂直射向一载

6、流直导线，那么该电子在磁场的作一电子垂直射向一载流直导线，那么该电子在磁场的作用下将做如下哪个运动？用下将做如下哪个运动？ ( A ) 沿电流方向偏转；沿电流方向偏转； ( B ) 沿电流反方向偏转；沿电流反方向偏转； ( C ) 不偏转；不偏转； ( D ) 垂直于电流方向偏转垂直于电流方向偏转 . ABD4(此题此题5分分) 载流平面线圈在均匀磁场中所受的力矩大小载流平面线圈在均匀磁场中所受的力矩大小与线圈所围面积与线圈所围面积_；在面积一定时，与线圈的外形；在面积一定时，与线圈的外形_；与线圈相对于磁场的方向与线圈相对于磁场的方向_ . (填：有关、无关填：有关、无关)答案：有关；无关；

7、有关。答案：有关；无关；有关。5. 下面的几种说法能否正确，试阐明理由：下面的几种说法能否正确，试阐明理由：H仅与传导电流仅与传导电流(自在电流自在电流) 有关；有关；不论抗磁质与顺磁质，不论抗磁质与顺磁质，B总与总与H同向；同向；经过以闭合曲线经过以闭合曲线L为边境的恣意曲面的为边境的恣意曲面的B通量均相等；通量均相等；经过以闭合曲线经过以闭合曲线L为边境的恣意曲面的为边境的恣意曲面的H通量均相等。通量均相等。 C6. 从电子枪同时射出两个电子，初速度分别为从电子枪同时射出两个电子，初速度分别为v和和2v，经垂直磁场偏转后，那么经垂直磁场偏转后，那么 (A)(A)初速为初速为v v的电子先回

8、到出发点的电子先回到出发点(B)(B)初速为初速为2v2v的电子先回到出发点的电子先回到出发点(C)(C)同时回到出发点同时回到出发点(D)(D)不能回到出发点不能回到出发点C7.7.一正电荷在磁场中运动，其速度沿一正电荷在磁场中运动，其速度沿x x 轴正向，假设它在轴正向，假设它在场中受力有以下情况，指出各情况下磁感应强度的方向。场中受力有以下情况，指出各情况下磁感应强度的方向。(A)(A)电荷不受力；电荷不受力； (B)F 沿沿 z轴方向，且此时磁力最大；轴方向，且此时磁力最大；(C) F 沿沿 z方向，且此时磁力的值是最大值的一半。方向，且此时磁力的值是最大值的一半。(A)(A)沿沿x

9、x轴正向轴正向 (B)(B)沿沿y y轴正向轴正向(C) (C) 与与x x轴成轴成300300角角8.8.指出以下各式中那些是正确的指出以下各式中那些是正确的 11Il dBL A.A.)(1202IIl dBL B.B.101Il dHL C.C.212IIl dHL D.D.I2I2I1I1L1L1L2L2B B10.10.两圆形回路半径同，两圆形回路半径同，P1P1、P2P2为两回路上的对应点，那么为两回路上的对应点，那么( )( )2121;PPLLBBl dBl dB 2121;PPLLBBl dBl dB 2121;PPLLBBl dBl dB 2121;PPLLBBl dBl

10、dB A.B.C.D.I1I2L1P1I1I2P2L2I3(a)(b)9.9.写出以下回路中写出以下回路中B B的环流的环流Il dBL021Il dBL02203Ll dB04Ll dB1234IIC1111、下面说法能否正确，阐明理由、下面说法能否正确，阐明理由1 1闭合曲线内没有包围传导电流，那么线上各点闭合曲线内没有包围传导电流，那么线上各点 的的H H必为零；必为零；2曲线上各点曲线上各点H为零，该曲线所包自在电流代数为零，该曲线所包自在电流代数 和为零；和为零；3 3由介质中的环路定理知，由介质中的环路定理知，H H仅与传导电流有关；仅与传导电流有关；4 4不论各向同性的顺磁质还是

11、抗磁质，不论各向同性的顺磁质还是抗磁质，B B总与总与H H同向；同向；5 5以闭合曲线以闭合曲线L L为边线的恣意曲面的为边线的恣意曲面的B B通量均相等；通量均相等；(6)(6)以闭合曲线以闭合曲线L L为边线的恣意曲面的为边线的恣意曲面的H H通量均相等；通量均相等；1212、一带电粒子，垂直射入均匀磁场，假设粒子质量增、一带电粒子，垂直射入均匀磁场，假设粒子质量增大两倍，入射速度增大两倍，磁场的大两倍，入射速度增大两倍，磁场的B B增大四倍，那么经增大四倍，那么经过粒子运动轨道所包范围内的磁通量增大到原来的多少过粒子运动轨道所包范围内的磁通量增大到原来的多少倍。倍。A. 2A. 2倍倍

12、B. 4B. 4倍倍C. 1/2C. 1/2倍倍D. 1/4D. 1/4倍倍B. 4倍倍000SB200RS0000qBvmR SBBS042RS000000422qBvmBqvmqBmvR例例1、 在一半径为在一半径为R的无限长的薄圆筒形金属薄片中，的无限长的薄圆筒形金属薄片中，沿长度方向有电流沿长度方向有电流 I 经过，且横截面上电流分布均匀，经过，且横截面上电流分布均匀，试求圆柱轴线上一点的磁感应强度。试求圆柱轴线上一点的磁感应强度。OR解：这样的电流分布产生的磁场可解：这样的电流分布产生的磁场可看做是无数个无限长载流直导线其看做是无数个无限长载流直导线其在在O处产生的处产生的dB的矢量

13、和。的矢量和。Ixy经分析，经分析，y方向的方向的dB都相互抵消掉都相互抵消掉了，只剩下了，只剩下x方向的方向的dB迭加。迭加。dBdBx djRjRdRjdrdBdBxsin2sin2sin2sin000d jjdjdBBxx00000cos2sin2RIB20 RI 0 例例2 2、在半圆柱面导体的磁场中，轴线上有一无限长直导、在半圆柱面导体的磁场中，轴线上有一无限长直导线，其上电流与半圆柱面的电流等值反向。求线，其上电流与半圆柱面的电流等值反向。求1 1轴线轴线上导线单位长度所受的力；上导线单位长度所受的力；2 2假设将另一无限长直导假设将另一无限长直导线其上电流与半圆柱面大小方向都一样

14、替代圆柱面，线其上电流与半圆柱面大小方向都一样替代圆柱面，产生同样的作用力，该导线应放在何处？产生同样的作用力，该导线应放在何处？IIRY解：BlIF dd轴线上导线元遭到的安培力为轴线上导线元遭到的安培力为沿沿X X轴正向轴正向单位长度导线受力为单位长度导线受力为RIBIdldF220 沿沿X X轴正向轴正向YXRIB20 柱面在轴线产生的磁感应强度为柱面在轴线产生的磁感应强度为1沿沿Y轴正向轴正向XZ Z2 替代电流在轴线上产生的替代电流在轴线上产生的B应等于半圆柱面电应等于半圆柱面电流在轴线上产生的流在轴线上产生的B，所以替代电流可以在，所以替代电流可以在X轴轴负半轴上，电流方向沿负半轴

15、上，电流方向沿Z轴正向。轴正向。设该电流的位置在距原点为设该电流的位置在距原点为d处，处，由：由：dIRI 2020 2Rd 2 2Rx 即即yX例例3 一半圆形环带，其上均匀流有电流一半圆形环带，其上均匀流有电流 I ，圆环半径，圆环半径分别为分别为 R1 和和 R2 ;求：环心的磁感应强度。求：环心的磁感应强度。R1R2O解：取一解：取一r到到r + dr半圆环，那么半圆环，那么此圆环上的电流为：此圆环上的电流为：12RRIdrdI 此圆环在此圆环在O O点产生的点产生的dBdB为：为：)(441200RRrIdrrdIdB 如下图的环带在如下图的环带在O O点产生的点产生的B B为：为：

16、12120120)(4)(421RRnRRIrdrRRIdBBRR 例例4 如下图，一通有电流如下图，一通有电流 I1 的长直导线旁有一与之共面的长直导线旁有一与之共面的通有电流的通有电流 I2 的长方形线圈的长方形线圈ABCD，AB边与直导线平边与直导线平行，间隔导线行，间隔导线 x ,求：求：1) 长直导线的磁场对长直导线的磁场对AB边和边和AD边的作用力；边的作用力； 2) 假设坚持假设坚持 I1 ，I2 不变，将不变，将AB与导线间间隔从与导线间间隔从a变到变到 2a ，求磁场对线圈做的功。，求磁场对线圈做的功。I1ADBCI2xab解解 ：(1)长直导线产生的磁场：长直导线产生的磁场

17、： 2101rIB I1ADBCI2xabAB边受的磁场力边受的磁场力12ABBABIF 方方向向向向左左 221012xIIbBIFAB AD边受的磁场是变化磁场边受的磁场是变化磁场12Bl dIFd 方方向向向向上上 xaxln2 rdr 2210axx210axx12 IIIIdrBIFAD(2) I1的磁场对的磁场对ABCD作用的合力为作用的合力为方方向向向向左左 )ax1-x1(2210 IIF当线圈挪动时，磁场所做的功为：当线圈挪动时，磁场所做的功为：磁场做负功磁场做负功 34ln2 -)23ln-2(ln2)a1- 1( 2210210a2a210a2a IIIIdxxxIIrdFA例例5：两导线沿半径方向被引到铁环上：两导线沿半径方向被引到铁环上B、C两点，电流两点，电流方向如下图。求环心处的方向如下图。求环心处的B。解：