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2025-08-16 08:47 本頁面
【正文】 第 10章 恒定磁場 本章內(nèi)容： 10. 1 磁場力和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 10. 2 畢奧－薩伐爾定律 10. 3 磁高斯定理 10. 4 安培環(huán)路定理 10. 5 磁場對電流的作用 10. 6 帶電粒子在磁場中的運(yùn)動 10. 7 物質(zhì)的磁性 Xi’an Jaotong University 磁場力和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 1. 磁現(xiàn)象 N S N S 磁 場 磁現(xiàn)象 (1) 磁體 ?磁體 (2) 電流 ?磁體I 磁現(xiàn)象 (3) 磁體 電流I S I F N 磁現(xiàn)象 (4) 電流 電流 F I1 I2 F ?現(xiàn)象： 磁體 磁體 電流 電流 ?本質(zhì)： 運(yùn)動電荷 磁場 運(yùn)動電荷 磁場的性質(zhì) (1) 對運(yùn)動電荷 (或電流 )有力的作用 。 (2) 磁場有能量 Xi’an Jaotong University 2. 磁感應(yīng)強(qiáng)度 描述靜電場 0/ qFE ?? ?描述恒定磁場 引入電流元模型 引入試驗(yàn)電荷 q0 lI ?d實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定 (1) (2) B?0d ?F?定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 BlI ?? //dBlI ?? ?d m a xdd FF ?lIFBdd m a x?IlI ?d0d ?F?0d ?F?maxdF?lIF dd m a x ??當(dāng) 時 定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 Xi’an Jaotong University (3) 一般情況 B?lI ?d2s i ndd m a x?lBIF ??s indd lBIF ?BlIF ??? ?? ddlBId?安培力公式 maxdF??F?d是描述磁場中各點(diǎn)的強(qiáng)弱和方向的物理量 ),( zyxBB ?? ?(2) 一般情況， B?lI ?dmaxdF?090(3) 也可通過運(yùn)動電荷在磁場中受力來確定 洛倫茲力公式 B?BqF ??? ?? v(1) ?說明 Xi’an Jaotong University lI ?dIr?PB?d?點(diǎn)產(chǎn)生的 lI ?d 在 P 大小： B?d點(diǎn)產(chǎn)生的 lI ?d 在 P 方向： B?d?s i ndd 2r lIkB ? ??? s ind4 20 r lI?270 A/N104 ??? ?? (真空中的磁導(dǎo)率 ) 垂直 lI ?d r? 組成的平面 與 畢奧－薩伐爾定律 . 畢奧 薩伐爾定律 基本思路： lI ?dI B?d ?? BB ?? d? 200 d4d rrlIB ??? ????畢－薩定律： Xi’an Jaotong University PlI ?d例： PPlI ?dlI ?dlI ?dP39。PB?d B?d0d ?B?(2) 對任意一段有限電流 , 其產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度 ?? ??? 2 00 d4d r rlIBB???????? xx BB d??yy Bd(3) 原則上可求任意電流系統(tǒng)產(chǎn)生磁場的 B?B?d 的方向 (1)注意 —— 右手法則 ?? zz BB d?討論 B?dB?dXi’an Jaotong University 薩伐爾定律應(yīng)用舉例 I P a lI ?d r??B?解 20 s i nd4d rlIB ????求距離載流直導(dǎo)線為 a 處 一點(diǎn) P 的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B?20 s i nd4d rlIBB ??? ?????sinar ??? dc s cd 2al ?? ? ??? c o tc o t aal ????根據(jù)幾何關(guān)系： )c o s( c o s4 210 ??? ??? aI??? 21 ds i n4 0 ?? ??? aIBl Xi’an Jaotong University I 1?2?P (1) 無限長直導(dǎo)線 )c o s( c o s4 210 ??? ??? aIB01 ?? ?? ?2aIB?? 20? 方向：右螺旋法則 B?(2) 任意形狀直導(dǎo)線 P a I 1 2 01 ?B)πc o s2π( c o s4 02 ??? aIB ?aI?? 40?B?r??討論 Xi’an Jaotong University R X 0 I 求軸線上一點(diǎn) P 的磁感應(yīng)強(qiáng)度 lI?d B?d20 d4d rlIB???P X )(d4 220xRlI????B??d根據(jù)對稱性 0??B??? c o sd4c o sd 20 r lIB? ? ????? xBB d?2/122 )(c o s xRRrR????2/32220)(2 xRIRB???方向滿足右手定則 B?r?Xi’an Jaotong University 2/32220)(2 xRIRB????討論 (1) 0?x 載流圓線圈的圓心處 200 242 R RIRIB ???? ??(2)一段圓弧在圓心處產(chǎn)生的磁場 ??? 220 ??RIB204 RIR ?? ???如果由 N 匝圓線圈組成 RNIB 20???IRx ??(3) 3202 xIRB ??302 xIS?????? nISp m ?? ?（磁矩） I S n?mp?302 xpπμB m?? ?Xi’an Jaotong University lI ?dP r?200 d4d rrlIB ??? ????tQIdd?
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