医学物理磁场精品文稿.ppt

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1、医学物理磁场医学物理磁场第1页，本讲稿共30页二二 磁磁 感感 应应 强强 度度 magnetic induction+带电粒子在磁场中带电粒子在磁场中运动所受的力与运动方运动所受的力与运动方向有关向有关.实验发现带电粒子在实验发现带电粒子在磁场中沿某一特定直线磁场中沿某一特定直线方向运动时不受力，此方向运动时不受力，此直线方向与电荷无关直线方向与电荷无关.+第2页，本讲稿共30页 带电粒子在磁场中沿带电粒子在磁场中沿其他方向运动时其他方向运动时 垂直垂直于于 与特定直线所组成与特定直线所组成的平面的平面.当带电粒子在磁场中当带电粒子在磁场中垂直于此特定直线运动时垂直于此特定直线运动时受力最大

2、受力最大.大小与大小与 无关无关第3页，本讲稿共30页单位单位 特斯拉特斯拉+磁感强度磁感强度 的定义：的定义：当当正正电荷垂直于特定直线运动电荷垂直于特定直线运动时，受力时，受力 将将 方方向定义为该点的向定义为该点的 的方向的方向.磁感强度大小磁感强度大小运动电荷在磁场中受力运动电荷在磁场中受力第4页，本讲稿共30页P*三三 毕奥毕奥萨伐尔定律萨伐尔定律(电流元在空间产生的磁场电流元在空间产生的磁场)真空磁导率真空磁导率 任意载流导线在点任意载流导线在点 P 处的磁感强度处的磁感强度磁感强度叠加原理磁感强度叠加原理第5页，本讲稿共30页12345678例例 判断下列各点磁感强度的方向和大小

3、判断下列各点磁感强度的方向和大小.+1、5 点点：3、7点点：2、4、6、8 点点：毕奥毕奥萨伐尔定律萨伐尔定律第6页，本讲稿共30页PCD*例例1 载流长直导线的磁场载流长直导线的磁场.解解 方向均沿方向均沿 x 轴的负方向轴的负方向第7页，本讲稿共30页 的方向沿的方向沿 x 轴的负方向轴的负方向.无限长无限长载流长直导线的磁场载流长直导线的磁场.PCD+第8页，本讲稿共30页IB 电流与磁感强度成电流与磁感强度成右螺旋关系右螺旋关系半无限长半无限长载流长直导线的磁场载流长直导线的磁场 无限长载流长直导线的磁场无限长载流长直导线的磁场*PIBX X第9页，本讲稿共30页I 真空中真空中,半

4、径为半径为R 的载流导线的载流导线,通有电流通有电流I,称圆称圆电流电流.求求其轴线上一点其轴线上一点 p 的磁感强度的方向和大小的磁感强度的方向和大小.解解 根据对称性分析根据对称性分析例例2 圆形载流导线的磁场圆形载流导线的磁场.p*第10页，本讲稿共30页p*第11页，本讲稿共30页 3）4）2）的方向不变的方向不变(和和 成成右螺旋右螺旋关系）关系）1）若线圈有）若线圈有 匝匝讨讨论论*第12页，本讲稿共30页oI（5）*Ad（4）*o（2R）I+R（3）oIIRo（1）x第13页，本讲稿共30页四四 安培环路定理安培环路定理o 设闭合回路设闭合回路 为圆形为圆形回路（回路（与与 成成

5、右右螺旋螺旋）载流长直导线的磁感强载流长直导线的磁感强度为度为第14页，本讲稿共30页o若若回路绕向为回路绕向为逆逆时针时，时针时，则则对任意形状的回路对任意形状的回路 与与 成成右右螺旋螺旋第15页，本讲稿共30页电流在回路之外电流在回路之外第16页，本讲稿共30页 多电流情况多电流情况 以上结果对以上结果对任意任意形状形状的闭合电流（伸向无限远的闭合电流（伸向无限远的电流）均成立的电流）均成立.安培环路定理安培环路定理第17页，本讲稿共30页安培环路定理安培环路定理讨讨 论论 是总磁场，是总磁场，L 是任意闭合路径，是任意闭合路径，是代数和；是代数和；电流电流 I 正负正负的规定的规定：I

6、 与与 L 成成右右螺旋时，螺旋时，I 为为正正；反反之为之为负负；电流的磁场是有旋场，不存在标量势电流的磁场是有旋场，不存在标量势力做功力做功与路径有关；与路径有关；在一定条件下，可以求磁场在一定条件下，可以求磁场第18页，本讲稿共30页 问问 1）是否与回路是否与回路 外电流有关外电流有关？2）若若 ，是否回路，是否回路 上各处上各处？是否回路是否回路 内无电流穿过内无电流穿过？第19页，本讲稿共30页 例例3 求长直密绕螺线管内磁场求长直密绕螺线管内磁场 解解 1)对称性分析螺旋管内为均匀场对称性分析螺旋管内为均匀场,方向方向沿轴向沿轴向,外外部磁感强度趋于零部磁感强度趋于零，即，即 .

7、第20页，本讲稿共30页 无限长载流螺线管内部磁场处处相等无限长载流螺线管内部磁场处处相等,外部外部磁场为零磁场为零.2)选回路选回路 .+磁场磁场 的方向与的方向与电流电流 成成右螺旋右螺旋.abdc第21页，本讲稿共30页当当 时，时，螺绕环内可视为均匀场螺绕环内可视为均匀场.例例4 求载流螺绕环内的磁场求载流螺绕环内的磁场2）选回路选回路.解解 1）对称性分析；环内对称性分析；环内 线为同心圆，环外线为同心圆，环外 为零为零.第22页，本讲稿共30页例例5 无限长载流圆柱体的磁场无限长载流圆柱体的磁场解解 1）对称性分析对称性分析 2）选取回路选取回路.第23页，本讲稿共30页 的方向与

8、的方向与 成右螺旋成右螺旋第24页，本讲稿共30页例例6 无限长载流圆柱面的磁场无限长载流圆柱面的磁场解解第25页，本讲稿共30页1 磁感应线磁感应线 magnetic induction line 规定规定：曲线上每一点的：曲线上每一点的切线方向切线方向就是该点的磁感就是该点的磁感强度强度 B 的方向的方向，曲线的，曲线的疏密程度疏密程度表示该点的磁感强度表示该点的磁感强度 B 的大小的大小.III五五 磁通量磁通量 磁场的高斯定理磁场的高斯定理第26页，本讲稿共30页SNISNI第27页，本讲稿共30页 磁通量磁通量：通过某一：通过某一曲面的磁感线数为通过曲面的磁感线数为通过此曲面的磁通量此曲面的磁通量.单位单位2 磁通量磁通量 磁场的高斯定理磁场的高斯定理第28页，本讲稿共30页 物理意义物理意义：通过任意闭合曲面的磁通量必等于零：通过任意闭合曲面的磁通量必等于零 （故磁场是故磁场是无源的无源的.）磁场高斯定理磁场高斯定理第29页，本讲稿共30页 例例 如图载流长直导线的电流为如图载流长直导线的电流为 ,试求通过矩试求通过矩形面积的磁通量形面积的磁通量.解解 先求先求 ，对变磁场，对变磁场给出给出 后积分求后积分求第30页，本讲稿共30页