高二物理竞赛稳恒磁场及其基本规律课件.pptx

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1、稳恒磁场及其基本规律1，BIlFFdcab2 磁场对载流线圈的作用（磁力矩）1.匀强磁场对载流线圈的作用 线段 ad和bc受安培力等大、反向，可抵消;线段ab, dc 受力相大、反向， 不在一条直线对oo/轴形成力矩： sinsinsin2sin22111ISBBlIllFlFMdcabBabcd2l1lnFFBSIMBn力矩方向沿2例 半径为 R 的圆盘,带有正电荷,其电荷面密度 , k是常数，r为圆盘上一点到圆心的距离，圆盘放在一均匀磁场B中，B与盘面平行。当圆盘以角速度 绕过圆心 O点，且垂直与圆盘平面的轴作逆时针旋转时，求圆盘所受磁力距的大小和方向。krROB3解：带电园盘旋转形成电流

2、，园盘可看成许多环电流组成。drrr环上电荷为：rdrdq2旋转时的电流：drrdqndqdI2ROB磁矩大小为：2()mdpSdIrkrrdr mmdMd pBBdp Bdrrk4所受的磁力矩：drBrkdMMR045/5BRk圆盘所受总磁力矩：4电流激发磁场的规律磁场的高斯定律和环路定理5毕奥 萨伐尔定律（稳恒电流磁场）204rrlIdBd方向:大小:204rIdldBsin 右手螺旋法则。一、电流元产生的磁场:rlId到场点P的径矢。实验发现：二、任意形状载流导线的磁场BdB LrrlId204IPrlId BdrBdlId6 Note：1 该定律仅适用于稳恒电流元。2 B-S定律符合磁

3、场的迭加原理； 在计算时一般用其分量式。3 电流元不能在自身方向上激发磁场。三、 B-S 定律的应用求磁场求几种典型稳恒电流分布的磁场分布。7例 求载流长直导线L的磁场分布。Bd0r21rollIdI8方向：激发的磁场写出20sin4) 1 (rIdldBBdlIdBALrIdldBBBL20sin4)2(激发的磁场写出ctgrctgrl00)()3(积分运算Bd0r21rollIdI9sin)sin(0rrctgrctgrl00)(drdrdl2020sin)sin(2202sinrr 2121sin4sin4002000drIrdrIB方向：)cos(cos42100rIBBALrIdld

4、BB20sin4代入：Bd0r21rollIdI10)cos(cos42100rIB（4）讨论：若导线为半无限长，,180,9021004rIB PI(2) PI(1) 若直线上P点：0B PI(3)若导线为无限长，,180,021002rIBBd0r21rollIdI111 无限长载流载流直线：大小：02IBa 方向：与电流成右手螺旋Ba 如果是无限长带电带电直线：大小：02Ea 方向：/Ea 2 半无限长载流载流直线：大小：04IBa 方向：与电流成右手螺旋Ba 如果是半无限长带电带电直线：024Ea 大小：方向：与带电带电直线成 角45o123 载流载流直线的延长线上：/Idlr 0dB 0B 如果是带电带电直线的延长线上：0E )11(40LddE13例 求半径为R电流为I的载流园线圈轴线上的 磁场分布。0rPI14。垂直轴的分量相互抵消关于轴线对称，与由于BdBdcosdBB解 取一对对称的电流源， 它们在p点产生一对元磁场.BdBd 0rrR202cosrRRrR)()(42202200RrRRrIdlB)(42200RrIdldB2/322020)(2RrIRBdlRrIR232200)(415