《大学物理下教学课件》稳恒磁场课件.ppt

哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院六六 稳恒磁场稳恒磁场以长直载流导线为例：以长直载流导线为例：安培环路定理安培环路定理L与与I成成右手右手螺旋螺旋在垂直于导线的平面内，任意作包围在垂直于导线的平面内，任意作包围电流的闭合曲线，绕行方向如图：电流的闭合曲线，绕行方向如图：哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院六六 稳恒磁场稳恒磁场如果改变绕行方向积分，如果改变绕行方向积分，如果闭合曲线不在垂直于直导线的平面内：如果闭合曲线不在垂直于直导线的平面内：哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院六六 稳恒磁场稳恒磁场如果闭合曲线没有包围电流：如果闭合曲线没有包围电流：哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院六六 稳恒磁场稳恒磁场 多根载流导线：多根载流导线：对任意几何形状的通电对任意几何形状的通电导线的磁场都适用。导线的磁场都适用。如果积分绕行方向与电流流向满足右手螺旋关系，如果积分绕行方向与电流流向满足右手螺旋关系，则电流为正，相反的电流为负。则电流为正，相反的电流为负。哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院六六 稳恒磁场稳恒磁场在磁场中，沿任何闭合曲线在磁场中，沿任何闭合曲线B矢量的线积分（矢量的线积分（B矢量矢量的环流），等于真空的磁导率乘以穿过以这闭合曲的环流），等于真空的磁导率乘以穿过以这闭合曲线为边界所张任意曲面的各恒定电流的代数和。线为边界所张任意曲面的各恒定电流的代数和。磁场不是保守力场，不是有势场。磁场不是保守力场，不是有势场。哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院六六 稳恒磁场稳恒磁场例例1 长直圆柱形载流导线内外的磁场。长直圆柱形载流导线内外的磁场。解解哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院六六 稳恒磁场稳恒磁场哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院六六 稳恒磁场稳恒磁场例例2 载流长直螺线管内的磁场。载流长直螺线管内的磁场。解解 根据电流分布的对称性，管内磁感应线与轴线根据电流分布的对称性，管内磁感应线与轴线平行，且同一线上各点的平行，且同一线上各点的B相同。相同。在管的外侧，磁场很弱，忽略不计。在管的外侧，磁场很弱，忽略不计。哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院六六 稳恒磁场稳恒磁场+ABDC管内中间部分是均匀磁场。管内中间部分是均匀磁场。哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院六六 稳恒磁场稳恒磁场管内各点磁场强弱相同。管内各点磁场强弱相同。例例3 载流螺绕环内的磁场。载流螺绕环内的磁场。解解 环外磁场接近于零。环外磁场接近于零。由对称性，环内磁感应线是同心圆，由对称性，环内磁感应线是同心圆，且同一线上各点的且同一线上各点的B量值相等。量值相等。当孔径当孔径d比平均半径比平均半径r小得多，小得多，哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院六六 稳恒磁场稳恒磁场练习练习1 截面为矩形的螺绕环，共截面为矩形的螺绕环，共N匝，通有电流匝，通有电流I。求：管内磁通量。求：管内磁通量。解解:b ba ah hr rd dr r哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院六六 稳恒磁场稳恒磁场练习练习2 一对无限长的同轴导体圆筒，内外筒的半径分一对无限长的同轴导体圆筒，内外筒的半径分别为别为R1和和R2，电流由内筒流去，外筒流回。，电流由内筒流去，外筒流回。求：磁场的空间分布，以及通过阴影面积的磁通量。求：磁场的空间分布，以及通过阴影面积的磁通量。IIL哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院六六 稳恒磁场稳恒磁场 解解：哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院六六 稳恒磁场稳恒磁场练习练习3 一无限长圆柱形导体，横截面半径为一无限长圆柱形导体，横截面半径为R，导体内，导体内有一半径为有一半径为a的圆柱形孔，它的轴平行于导体轴且与它的圆柱形孔，它的轴平行于导体轴且与它相距相距b，导体中载有均匀分布的电流，导体中载有均匀分布的电流I，求孔内任意一点，求孔内任意一点P的磁感应强度的磁感应强度B。PO1O2哈尔滨工程大学理学院哈尔滨工程大学理学院六六 稳恒磁场稳恒磁场 完整的圆柱体激发场强：完整的圆柱体激发场强：挖去挖去的圆柱体激发场强的圆柱体激发场强：O1O2 r1 r2B1B2I x y 解解：