高二物理竞赛平行电流间的相互作用力 课件

1、

平行电流间的相互作用力同向电流相互吸引反向电流相互排斥问：若两直导线电流方向相反二者之间的作用力如何？

国际单位制中电流单位安培的定义在真空中两平行长直导线相距1m，通有大小相等、方向相同的电流，当两导线每单位长度上的吸引力为时，规定这时的电流为1A

（安培）。可得：例8-6-1++++++++++++++++++++++++++v1v212Fig.两条平行的运动带电直导线的相互作用解：导线因为运动而形成电流：Fm12Fm21Fe12Fe21两根带电直导线单位长度分别受到的磁力为：两个力相互吸引两个导线还有电力相互作用。1导线上的电荷在2导线处的电场为：2导线单位长度所受的电力为：两个力相互排斥每根导线单位长度受的力为：>0合力的方向是相互排斥的由于

v1<<c，v2<<c，磁力与电力的比值：Fm<<Fe讨论既然磁力比电力小得多（），那为什么在实验中总是能观察到磁力的作用，却反而发现不了电力？本章总结1.会用磁场叠加原理对磁场的分布特征进行分析，然后应用毕奥-萨伐尔定律计算简单形状下电流的磁场。2.掌握磁场的高斯定理和安培环路定理，会利用安培环路定理求解具有对称性电流的磁场分布。必须掌握的内容本章主要研究磁场的计算方法。本章主要公式1.

毕奥-萨伐尔定律定量地说明了电流元与它所激发的磁场之间的关系，即：再结合磁场叠加原理，可以计算出载流导线在空间的磁感强度的分布。毕奥-萨伐尔定律的微观表示是运动电荷产生的磁场公式，即

2.

磁场的高斯定理说明磁场是"无源"场，即磁感线是无头无尾的闭合线。3.磁场的安培环路定理说明磁场是非保守力场。利用安培环路定理可以计算出具有对称分布电流的磁场。4*.与变化电场相联系的磁场位移电流：位移电流密度：全电流：I=Ic+Id

总是连续的。5*.

普遍的安培环路定理6.几种典型的磁场分布有限长直电流的磁场：无限长直电流的磁场：有限长载流直螺线管内的磁场：无限长载流直螺线管内的磁场：无限长圆柱体或圆筒(r>R)无限大平面电流的磁场：圆电流在其中心处的磁场：练习1.电阻均匀分布的正三角形金属线框OabcII12若导线1、2和三角形线框在框中心O点产生的磁感应强度分别为B1，B2和B3，则O点的磁感应强度的大小为：(1)B=0，因为B1=B2=B3=0(2)B=0，因为B1=0，B2=0，但B1+B2=0，B3=0(3)B=0，因为B3=0，B1=0，但B2=0(4)B=0，因为B1+B2=0，但B3=02.将通有电流I

的导线弯成下图所示的形状，则O点的磁感应强度B的大小为

，方向为

。abIO方向：垂直于板面向内3.将半径为R

的无限长导体管壁（厚度忽略）沿轴向割去一定宽度h(h<<R)的无限长狭缝后，再沿轴向均匀的流有电流，其面密度为i，则管轴线上磁感应强度的大小为

。hiOO’R补偿法：总磁场应为一完整圆筒形电流在轴线处产生的磁场与一无限长窄条形的反电流产生的磁场的叠加。-i对于完整的导体圆筒，其轴线上的磁感应强度B1=0，所以：B=B1+B2=B2无限长直导线的磁场分布公式4.在空间有三根同样的直导线，相互间距离相等，各通以同强度同方向的电流，设除了磁相互作用外，其它影响忽略，则三条导线将

运动。123•••dB13B3B130°θ向三角形中心ROxyz•Px5.求半圆形电流I

在半圆的轴线上离圆心距离x

处的B。分析：采用矢量计算的方法。φdlrθdB解：如图所示，由毕奥－萨伐尔定律，Idl

在P点的磁场为：整个半圆电流在P点产生的磁场为：6.一个塑料圆盘，半径为R，表面均匀分布电量q。试证明：当它绕通过盘心而垂直于盘面的轴以角速度ω

转动时，盘心处的磁感应强度为解：如图所示，圆盘旋转一周，则通过半径为r，宽度为dr

的圆环上某一截面的总电量为：dq=σ·2πrdrr