大学物理磁学习题课.pptx

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1、第第11章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场1教学基本要求教学基本要求1 1 理解理解磁感应强度磁感应强度的概念的概念2 2 理解理解毕奥毕奥-萨伐尔定律萨伐尔定律，能计算简单电流产生的，能计算简单电流产生的磁感强度磁感强度3 3 理解理解磁高斯定理和安培环路定理磁高斯定理和安培环路定理，掌握用安培环，掌握用安培环路定理计算磁感应强度的条件和方法路定理计算磁感应强度的条件和方法 4 4 理解理解洛仑兹力洛仑兹力,了解霍尔效应了解霍尔效应,了解磁矩的概念了解磁矩的概念5 5 能计算简单几何形状的载流导体和载流平面线能计算简单几何形状的载流导体和载流平面线圈在磁场中所受的力，能分析电场在均匀磁场中圈

2、在磁场中所受的力，能分析电场在均匀磁场中的受力和运动情况的受力和运动情况 第第11章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场第第11章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场2第第12章电磁感应章电磁感应 基本要求基本要求1掌握掌握法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律2理解理解动生电动势的本质，动生电动势的本质，掌握掌握在均匀磁场在均匀磁场中和无限长直载流导线的磁场中平动和转动中和无限长直载流导线的磁场中平动和转动的直导线的动生电动势的计算方法的直导线的动生电动势的计算方法3 理解理解感生电动势的本质感生电动势的本质第第11章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场3一一.本章主要内容回顾本章主要内容回顾磁通量磁通量

3、磁感应强度、磁矩磁感应强度、磁矩1 1、概念、概念第第11章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场42.2.磁感应强度的计算磁感应强度的计算1)1)毕奥毕奥-萨伐尔定理：萨伐尔定理：2)2)安培环路定理安培环路定理:运动电荷产生的磁场运动电荷产生的磁场:第第11章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场53.3.磁场方程磁场方程1)1)磁场高斯定理磁场高斯定理(稳恒磁场无源稳恒磁场无源)2)2)安培环路定理安培环路定理(稳恒磁场有旋稳恒磁场有旋)4.4.电磁相互作用电磁相互作用1)1)磁场对载流导磁场对载流导线的作用力线的作用力2)2)磁场对运动电荷的洛仑兹力磁场对运动电荷的洛仑兹力第第11章章 恒定电流的

4、磁场恒定电流的磁场61.1.直电流的磁场直电流的磁场+aP无限长载流直导线无限长载流直导线半无限长载流直导线半无限长载流直导线直导线延长线上直导线延长线上二、本章一些重要的结论二、本章一些重要的结论 P56P56第第11章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场72.2.圆电流轴线上某点的磁场圆电流轴线上某点的磁场方向：方向：右手螺旋法则右手螺旋法则大小：大小：(1)(1)载流圆环圆心处的载流圆环圆心处的 圆心角圆心角(2)(2)载流圆弧载流圆弧 ,圆心角圆心角RxIPx第第11章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场83.3.长直载流螺线管长直载流螺线管已知：已知：I、n第第11章章 恒定电流的磁场恒定电

5、流的磁场9Br04.4.环行载流螺线管环行载流螺线管.rR1R2.+.第第11章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场105 5讨论：无限大载流导体薄板讨论：无限大载流导体薄板nI 单位长度内的电流单位长度内的电流.第第11章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场111、解：利用无限长载流直导线的公式求解 (1)取离P点为x宽度为dx的无限长载流细条，它的电流 二计算题二计算题P391、如图所示，一无限长载流平板宽度为a，线电流密度(即沿x方向单位长度上的电流)为d,求与平板共面且距平板一边为b的任意点P的磁感强度 (2)这载流长条在P点产生的磁感应强度 方向垂直纸面向里 (3)所有载流长条在P点产生的磁

6、感强度的方向都相同，所以载流平板在P点产生的磁感强度 方向垂直纸面向里错误：错误：第第11章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场12P412、在匀强磁场中，取一半径为R的圆，圆面的法线 与成60角，如图所示，则通过以该圆周为边线的如图所示的任意曲面S的磁通量 _很多漏掉负号很多漏掉负号类似本页二类似本页二.1(1)磁通量磁通量第第11章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场13电流的流向与环路的环绕方向成右旋关系的电流为正电流的流向与环路的环绕方向成右旋关系的电流为正,否则为负否则为负2IIL1L2L3L4P42 一选择一选择1.第第11章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场14P43 一一7、将半径为将半

7、径为R的无限长的无限长导体薄壁管导体薄壁管（厚度不计）沿轴（厚度不计）沿轴向割去一宽度为向割去一宽度为h（hR）的无限长狭缝后）的无限长狭缝后,再沿轴向均匀地流再沿轴向均匀地流有电流有电流,其面电流密度为其面电流密度为i,求管轴线上的磁感应强度求管轴线上的磁感应强度.解解hiR方向水平向右方向水平向右利用补偿法利用补偿法：该导体产生的磁感应强：该导体产生的磁感应强度等于度等于完整的无限长圆柱壳和通有反完整的无限长圆柱壳和通有反向电流的无限长导线向电流的无限长导线产生的磁感应强产生的磁感应强度的度的叠加叠加。第第11章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场15P43 二二1、一无限长、一无限长圆柱形铜

8、导体圆柱形铜导体(磁导率磁导率0)，半径为，半径为R，通有均匀分布的电流通有均匀分布的电流I今取一矩形平面今取一矩形平面S(长为长为1 m，宽为，宽为R)，位置如右图中画斜线部分所示，求通过该矩形平面的，位置如右图中画斜线部分所示，求通过该矩形平面的磁通量磁通量 rdr第第11章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场16P43二2、有一长直导体圆管，内外半径分别为R1和R2，如图，它所载的电流I1均匀分布在其横截面上导体旁边有一绝缘“无限长”直导线，载有电流I2，且在中部绕了一个半径为R的圆圈设导体管的轴线与长直导线平行，相距为d，而且它们与导体圆圈共面，求圆心O点处的磁感强度解：圆电流产生的磁场解

9、：圆电流产生的磁场 长直导线电流的磁场长直导线电流的磁场 导体管电流产生的磁场导体管电流产生的磁场圆心点处的磁感强度圆心点处的磁感强度 第第11章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场17P44 二二1、如图所示，载有电流、如图所示，载有电流I1和和I2的长直导线的长直导线ab和和cd相互平行，相距为相互平行，相距为3r，今有载有电流，今有载有电流I3的导线的导线MN=r，水平放置，且其两端，水平放置，且其两端MN分别与分别与I1、I2的距离都是的距离都是r，ab、cd和和MN共面，求导线共面，求导线MN所受的磁力大小和方向所受的磁力大小和方向Ox载流导线载流导线MN上任一点处的磁上任一点处的磁感强度大小为：感强度大小为：MN上电流元上电流元I3dx所受磁力：所受磁力：dx