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2025-08-16 10:00 本頁(yè)面
【正文】 第 9章 恒定磁場(chǎng) 磁約束核聚變研究裝置 167。 磁場(chǎng)力和磁感應(yīng)強(qiáng)度 一 . 磁力與磁場(chǎng) 磁體 磁體 電流 電流 安培提出 : 一切磁現(xiàn)象起源于電荷運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)電荷 運(yùn)動(dòng)電荷 磁場(chǎng) 磁場(chǎng)的性質(zhì) (1) 對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷 (或電流 )有力的作用 。 (2) 磁場(chǎng)有能量 B?二 . 磁感應(yīng)強(qiáng)度 在閉合回路中取電流元 lI ?dlI ?d電流元在磁場(chǎng)中的受力特點(diǎn) : (1) 電流元在磁場(chǎng)中的方向不同 ,受力也不同 。 存在一個(gè)方向使 0d ?FlI ?d0d ?F定義 lIFBdd m a x?B?(2) 當(dāng)電流元的取向與 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂 直時(shí) ,受到的磁場(chǎng)力最 大 。 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 定義 該方向?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度的方向 B?lI ?dm a xdd FF ?滿(mǎn)足 maxdF?lI ?dB?maxdF?BlIF ??? ?? dd（ 3）磁場(chǎng)力 的方向與電流元 和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B?—— 安培力公式 lI ?d右手螺旋關(guān)系 磁感應(yīng)強(qiáng)度有各種定義方法，除上述方法外，我們還可以用運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中的受力來(lái)定義。 167。 畢奧－薩伐爾定律 一 .畢奧－薩伐爾定律 靜電場(chǎng) : 取 qd E?d ?? EE ?? d磁 場(chǎng)： 取 lI ?d B?d ?? BB ?? d200 d4d rrlIB ??? ????畢－薩定律： 0r? 單位矢量 真空中的磁導(dǎo)率 270 AN104 ?????大?。? 20 s i nd4d rlIB ????方向：右螺旋法則 ? P lI ?d r??B?例如： lI ?dP lI ?dlI ?dr?B?r?B?r?B?r?0?B二 .畢－薩定律的應(yīng)用 1. 載流直導(dǎo)線(xiàn)的磁場(chǎng) I a lI?dr?? B?解 20 s i nd4d rlIB ????求距離載流直導(dǎo)線(xiàn)為 a 處 一點(diǎn) P 的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B?20 s i nd4d rlIBB ??? ????P 1?2??c s car ??? 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 θθaIB ???I a lI ?dr??P l (1) 無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn) )c o s( c o s4 210 ??? ??? aIB01 ?? ??2?aIB?? 20? 方向：右螺旋法則 B?(2) 任意形狀直導(dǎo)線(xiàn) P a I 1 2 01 ?B)180c o s90( c o s4 0002 ??? aIB ?aI?? 40? B?r?討 論 I 1?2?P I b (3) 無(wú)限長(zhǎng)載流平板 P B??dxB?d解 bxII dd ?rIB?? 2dd 0? ???? xxP BBB d?? ?c o sd B??? 100 dθP bIB ?? ybbI 2a r c t a n0?? ??? ds e cd 2yx ?r???s e c2d0byxI??? ?? 20 20 s e cd22b xbyI??x y O xdyb2a r c t a n1 ??B?d1? (1) (2) (3) 分析： ybbIBp 2a r c t a n0???(1) by ??yIbyIbBP ???? 2200 ??ybyb22a r c t a n ?無(wú)限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線(xiàn) (2) by ?? 22a r c t a n??ybbIbIBP 2200 ?? ???? i021??無(wú)限大板 031 ?? BB iB 02 ??磁屏蔽 i i P x 2. 載流圓線(xiàn)圈的磁場(chǎng) R x O 求軸線(xiàn)上一點(diǎn) P 的磁感應(yīng)強(qiáng)度 lI ?d B?d20 d4d rlIB???)(d4 220xRlI????B??d根據(jù)對(duì)稱(chēng)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(mǎn)足右手定則 B?r?P x I ?2/32220)(2 xRIRB???(1) 0?x 載流圓線(xiàn)圈的圓心處 RIB 20??(2) 一段圓弧在圓心處產(chǎn)生的磁場(chǎng) ??? 220 ??RIBRI?? 40 ??I 如果由 N 匝圓線(xiàn)圈組成 RNIB20??右圖中，求 O 點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 I 1 2 3 解 01 ?B23402???? RIB ?RI83 0?? R O 例如 討 論 I )c o s( c o s4 2103 ??? ??? RIBI R O 1 2 3 RI?? 40?321 BBBB ???Rx ??(3) 2/32220)(2 xRIRB???3202 xIRB ??302 xIS??????S n?nISp m ?? ?定義 mp?302 xpB m?????2 1 ??θ ??2 θ磁矩 x ?O R q 求繞軸旋轉(zhuǎn)的帶電圓盤(pán)軸線(xiàn)上的磁場(chǎng)和圓盤(pán)的磁矩 解 2/ Rq ???rrq d2d ??? ?tqIdd? rrrr d2d2 ???? ????? P r 2/3223
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