2021-2022学年高二物理竞赛课件：磁场中的高斯定理（14张PPT）.pptx

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1、磁场中的高斯定理磁场中的高斯定理2)定义电流的磁矩定义电流的磁矩(magnetic moment)S:电流所包围的面积电流所包围的面积,规定正法线方向规定正法线方向 与与I 指向成右旋关系；单位：安培指向成右旋关系；单位：安培 米米2(A m2)圆电流磁矩：圆电流磁矩：圆电流轴线上磁场：圆电流轴线上磁场：1)圆心处磁场圆心处磁场I I一段通电圆弧在圆心处的磁场一段通电圆弧在圆心处的磁场IRORoI4=B请同学们自己证明请同学们自己证明 例例例例.A和C为两个正交放置的圆形线圈，其圆心相重合，A线圈半径为20.0cm，共10匝，通有电流10.0A；而C线圈的半径为10.0cm，共20匝，通有电流

2、5.0A。求两线圈公共中心O点的磁感应强度的大小和方向。解：解：解：解：B ACOBCBA 例例.两根长直导线沿半径方向引到铁环上两根长直导线沿半径方向引到铁环上A、B 两点，两点，并与很远的电源相连，如图所示。求：环中心的磁感应并与很远的电源相连，如图所示。求：环中心的磁感应强度。强度。ABIIOABIOIl21l21解解：R1,R2是导线的电阻是导线的电阻 例例.电流均匀地流过宽度为电流均匀地流过宽度为 b 的无限长平面导体薄的无限长平面导体薄板，电流为板，电流为 I，沿板长方向流动。求：，沿板长方向流动。求：在薄板平面内，在薄板平面内，距板的一边为距板的一边为 b 的的 P点处的磁感应强

3、度点处的磁感应强度.IPbb.IPbb.xxdxo解解：方向垂直板面向里方向垂直板面向里 例例.在半径在半径 R=1cm 的的“无限长无限长”的半圆柱形金属薄的半圆柱形金属薄片中，有电流片中，有电流 I=5A 自下而上通过。如图所示。试求：自下而上通过。如图所示。试求：圆柱轴线上一点圆柱轴线上一点 P 的磁感应强度。的磁感应强度。IP解：xy.qddlBdqPqR由于对称性运动电荷的磁场运动电荷的磁场运动电荷的磁场运动电荷的磁场S：电流元横截面积电流元横截面积n：单位体积带电粒子数单位体积带电粒子数q：每个粒子带电量每个粒子带电量v：沿电流方向匀速运动沿电流方向匀速运动电流的磁场本质是运动电荷

4、磁场电流的磁场本质是运动电荷磁场从毕萨定律导出运动电荷的磁场从毕萨定律导出运动电荷的磁场电流元电流元 产生的磁场：产生的磁场：电流元体积中粒子数：电流元体积中粒子数：电流是单位时间通过电流是单位时间通过S的电量：的电量：每个运动电荷产生的磁感强度：每个运动电荷产生的磁感强度：B Br r+v-vr r B B例例.带电带电 q 的细圆环，半径为的细圆环，半径为R，绕垂直轴以角速度绕垂直轴以角速度旋转，求中心处的旋转，求中心处的B.qRdqvdB解：方向都向上考虑：旋转的带电圆盘在圆心处的考虑：旋转的带电圆盘在圆心处的B？另解另解:把旋转的细圆环看成圆形电流把旋转的细圆环看成圆形电流,则则qRv

5、dB 例例.半径为R的圆盘均匀带电，电荷密度为。若该圆盘以角速度绕圆心O旋转，求轴线上距圆心x处的磁感应强度。解：解：解：解：方向沿方向沿x轴轴ROPxxdBdrr一、磁感应线一、磁感应线一、磁感应线一、磁感应线(magnetic induction line)条形磁铁周围的磁感线条形磁铁周围的磁感线特点特点闭合，或两端伸向无穷远；闭合，或两端伸向无穷远；与载流回路互相套联；与载流回路互相套联；互不相交。互不相交。磁感应线磁感应线方向：方向：方向：方向：磁感线的切向磁感线的切向大小：磁感线的疏密大小：磁感线的疏密直线电流的磁感线直线电流的磁感线圆电流的磁感线圆电流的磁感线通电螺线管的磁感线通电螺线管的磁感线