大学物理901 第九章 真空中的恒定磁场

1、平板电容器中充介质的另一种(y zhn)情况由极板(j bn)内为等势体考虑到推广：电容器的并联共二十六页R1R2例 导体球置于均匀各向同性( xin tn xn)介质中求 电场的分布(fnb)? 紧贴导体球表面处的极化电荷? 两介质交界处的极化电荷?R0+Q0解 (1) 电场分布r球形高斯面共二十六页(2) 紧贴(jn ti)导体球表面处的极化电荷？R1R2R0+Q0共二十六页(3) 两介质(jizh)交界处的极化电荷?R1R2R0+Q0r共二十六页第九章 真空中的恒定(hngdng)磁场 电荷相对(xingdu)观察者静止产生静电场 电荷相对观察者运动产生电场和磁场运动电荷之间相互作用不仅

2、有电力还有磁力9-1 磁力 磁感应强度 一. 磁力与磁场1822年 安培实验实验证实：磁力是通过磁场传递的永久磁体永久磁体电流电流磁体电流 永久磁体、运动电荷、传导电流之间都存在磁力的相互作用。 真空中一切磁力都起源于电荷的运动 磁场也是一种物质共二十六页磁场(cchng)的性质:(1) 对运动(yndng)电荷(或电流)有力的作用;(2) 磁场有能量二. 磁感应强度在闭合回路中取电流元电流元在磁场中的受力特点:(1) 电流元在磁场中的方向不同,受力也不同;存在一个方向使定义(2) 当电流元的取向与 磁感应强度的方向垂 直时,受到的磁场力最 大;磁感应强度 的大小定义该方向为磁感应强度 的方向

3、共二十六页所组成(z chn)的平面; (4) 当电流元与磁感应强度(qingd) 受到磁场力的大小为矢量形式: (3) 磁场力的方向总是垂直于电流元 和磁感应强度 间的夹角为 时，安培力公式说明:磁感应强度有各种定义方法磁感应强度的单位：特斯拉（T）磁感应强度描述空间个点磁场强弱和方向的物理量一般情况，特殊， 匀强磁场共二十六页9.2 毕奥萨伐尔定律(dngl) 一.毕奥萨伐尔定律(dngl) 静电场:取磁 场：取毕萨定律： 单位矢量真空中的磁导率 大小：方向：右螺旋法则 ?P共二十六页例如(lr)：P说明(shumng)：1. 这个定律是从实验中总结归纳出来的 2. 当导线上的电流是恒定电

4、流时，周围的磁场称为恒定磁场，不随时间不变化 二.毕萨定律的应用 1. 载流直导线的磁场IPa解求距离载流直导线为a 处一点P 的磁感应强度 共二十六页根据几何(j h)关系：lIPa共二十六页(1) 无限(wxin)长直导线方向(fngxing)：右螺旋法则(2) 任意形状直导线PaI12讨论 IP共二十六页(3) 无限(wxin)长载流平板IbP解xyO共二十六页 (1) (2) (3)分析(fnx)：(1)无限(wxin)长载流直导线 (2)无限大板磁屏蔽ii共二十六页2. 载流圆线圈(xinqun)的磁场RxOI求轴线上一点(y din)P 的磁感应强度Px根据对称性方向满足右手定则P

5、x共二十六页(1)载流圆线圈(xinqun)的圆心处 (2) 一段圆弧在圆心处产生(chnshng)的磁场I如果由N 匝圆线圈组成如图，求O 点的磁感应强度I123解RO例讨论 共二十六页IIRO123(3)S定义(dngy)磁距共二十六页xORq求绕轴旋转的带电圆盘轴线(zhu xin)上的磁场和圆盘的磁矩解Pr例共二十六页圆盘(yun pn)圆心处 方向(fngxing)沿 x 轴正向 3. 载流螺线管轴线上的磁场 IPR已知螺线管半径为R单位长度上有n 匝l讨论 共二十六页PRl(1) 无限(wxin)长载流螺线管 讨论(toln) 共二十六页(2) 半无限(wxin)长载流螺线管 三.

6、运动电荷(dinh)的磁场 P+qS电流元内总电荷数电荷密度共二十六页abO一个运动(yndng)电荷产生的磁场如图的导线，已知电荷线密度(md)为，当绕O点以 转动时解1234线段1：O点的磁感应强度例求共二十六页线段(xindun)2：同理线段(xindun)3：线段4：同理abO1342共二十六页9.3 磁场(cchng)的高斯定理静电场：磁 场：静电场是有源场一. 磁力线1. 规定(gudng)：(1) 方向：磁力线切线方向为磁感应强度的单位面积上穿过的磁力线条数为磁感的方向(2) 大小：垂直应强度的大小2. 磁力线的特征:(1) 无头无尾的闭合曲线共二十六页(2) 与电流相互套连，服

7、从右手螺旋(luxun)定则(3) 磁力线不相交(xingjio)二.磁通量通过面元的磁场线条数 通过该面元的磁通量对于有限曲面磁力线穿入对于闭合曲面规定磁力线穿出共二十六页例证明在没有电流的空间区域里，如果(rgu)磁场线是一些同方向的平行直线，则磁场一定是均匀的。 解 由安培(npi)环路定理可知反证法与假设相反，得证分析电流系统的对称性取合适的安培环路应用安培环路定理(有向闭合回路)(使 B 提出积分号)(适用于闭合电流)小结 共二十六页内容摘要平板电容器中充介质的另一种情况。例 导体球置于均匀各向同性介质中。求 电场的分布。 紧贴导体球表面处的极化电荷。 两介质交界处的极化电荷。解 (1) 电场分布。(2) 紧贴导体球表面处的极化电荷。(3) 两介质交界处的极化电荷。第九章 真空中的恒定磁场。 电荷相对(xingdu)观察者运动。9-1 磁力 磁感应强度。1822年 安培实验。 磁场也