2021-2022学年高二物理竞赛课件：高斯定理.pptx

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1、高斯定理高斯定理高斯定理高斯定理 高斯定理：通过任意闭合曲面高斯定理：通过任意闭合曲面S的磁通的磁通量等于零，即量等于零，即:物理意义：物理意义：反映了磁场的反映了磁场的“无源性无源性”，即，即孤立磁荷不可能存在。孤立磁荷不可能存在。由任何闭合面穿出的净磁通等于零由任何闭合面穿出的净磁通等于零,即即进去的磁通进去的磁通=出来的磁通出来的磁通.对于闭合电流，磁矩对于闭合电流，磁矩m或园面积或园面积S与坐标原点的选取无关。与坐标原点的选取无关。磁感应线及磁通量磁感应线及磁通量 实实验验和和理理论论都都证证明明：在在任任何何磁磁场场中中，每每一一条条磁磁感感线线都都是是环环绕绕电电流流的的无无头头无

2、无尾尾的的闭闭合合线线，而而且且每每条条闭闭合合磁磁感感线线都都与与闭闭合合载流回路互相套合。载流回路互相套合。用磁感应线描述磁场的分布，规定：用磁感应线描述磁场的分布，规定：方向：曲线上切线，代表磁感强度的方向方向：曲线上切线，代表磁感强度的方向.大小：曲线的密度大小：曲线的密度,与磁感强度的大小成正比与磁感强度的大小成正比.磁力线的特性磁力线的特性：（1）它是连续的，）它是连续的，在磁场中任一点磁力线在磁场中任一点磁力线不会中断，或从无穷远来，到无穷远去；不会中断，或从无穷远来，到无穷远去；磁场高斯定理。磁场高斯定理。(2)每一条磁力线是每一条磁力线是环绕电流环绕电流的无头无尾的无头无尾的

3、闭合线；的闭合线；磁场环路定理。磁场环路定理。（3）电流与磁场方向满足右手螺旋定则。）电流与磁场方向满足右手螺旋定则。磁通量：仿照电通量概念，定义曲面磁通量：仿照电通量概念，定义曲面S的磁通量为的磁通量为单位：单位：韦伯韦伯通过一个曲面的磁力线总数磁通量通过一个曲面的磁力线总数磁通量可见一点的磁感应强度就是该点的磁通量可见一点的磁感应强度就是该点的磁通量磁感线性质：磁感线性质：无无头头无无尾尾的的闭闭合合线线，与与电电流流闭合回路相互套合闭合回路相互套合.电场线性质：电场线性质：有有头头有有尾尾不不闭闭合合，起起自自正正电电荷，终止负电荷荷，终止负电荷.磁通量磁通量电通量电通量磁感强度用磁感线

4、描述磁感强度用磁感线描述磁场磁场电场强度用电场线描述电场强度用电场线描述电场电场xoB直导线磁感线分布：直导线磁感线分布：圆电流磁感线分布：圆电流磁感线分布：Bxo证明证明：因为任意一磁场，都是由许多电流元产生：因为任意一磁场，都是由许多电流元产生的磁场叠加而成，其磁通量也满足叠加原理，所的磁场叠加而成，其磁通量也满足叠加原理，所以只需证明电流元产生的磁场遵守高斯定理。以只需证明电流元产生的磁场遵守高斯定理。取电流元为坐标原点，取电流元为坐标原点，Z Z轴沿电流元强度的方向，轴沿电流元强度的方向，于于是是，穿穿过过以以Z为为轴轴的的任任一一环环形形管管内内任任意意截截面面的的磁磁通通量量为为常常量量，与与截截面面在在管管中中的的位位置置以以及及取向无关。取向无关。此式表明，以此式表明，以Z为轴的园为轴的园上，上，的大小相同，方向的大小相同，方向与圆相切。与圆相切。Z