磁场高斯定理.pptx

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1、一 磁感线III 切线方向 的方向；疏密程度 的大小.第1页/共58页SNISNI第2页/共58页二 磁通量 磁场的高斯定理磁场中某点处垂直 矢量的单位面积上通过的磁感线数目等于该点 的数值.第3页/共58页 磁通量：通过某曲面的磁感线数 匀强磁场下，面S的磁通量为：一般情况第4页/共58页 物理意义：通过任意闭合曲面的磁通量必等于零（故磁场是无源的）.磁场高斯定理第5页/共58页 例 如图载流长直导线的电流为 ,试求通过矩形面积的磁通量.解第6页/共58页安培环路定理第7页/共58页一 安培环路定理o 设闭合回路 为圆形回路（与 成右螺旋）第8页/共58页o若回路绕向为逆时针对任意形状的回路

2、第9页/共58页电流在回路之外第10页/共58页 多电流情况 推广：安培环路定理第11页/共58页安培环路定理 在真空的恒定磁场中，磁感强度 沿任一闭合路径的积分的值，等于 乘以该闭合路径所穿过的各电流的代数和.电流 正负的规定：与 成右螺旋时，为正；反之为负.注意第12页/共58页 问（1）是否与回路 外电流有关？（2）若 ,是否回路 上各处？是否回路 内无电流穿过？第13页/共58页 例1 求载流螺绕环内的磁场 解 （1）对称性分析：环内 线为同心圆，环外 为零.二 安培环路定理的应用举例第14页/共58页令（2）选回路当 时，螺绕环内可视为均匀场.第15页/共58页例2 无限长载流圆柱体

3、的 磁场解 （1）对称性分析（2）.第16页/共58页 的方向与 成右螺旋第17页/共58页例3 无限长载流圆柱面的磁场解第18页/共58页dacb例4 无限大均匀带电(线密度为i)平面的磁场解第19页/共58页带电粒子在磁场中的运动第20页/共58页 带电粒子在电场和磁场中所受的力电场力磁场力（洛伦兹力）运动电荷在电场和磁场中受的力+第21页/共58页 带电粒子在磁场中运动举例 回旋半径和回旋频率第22页/共58页安培力第23页/共58页一 安培力S洛伦兹力 安培力第24页/共58页 有限长载流导线所受的安培力第25页/共58页 例 1 如图一通有电流 的闭合回路放在磁感应强度为 的均匀磁场

4、中，回路平面与磁感强度 垂直.回路由直导线 AB 和半径为 的圆弧导线 BCA 组成，电流为顺时针方向,求磁场作用于闭合导线的力.ABCo第26页/共58页根据对称性分析解ABCo第27页/共58页由于ABCo因故第28页/共58页解 取一段电流元 例 2 求如图不规则的平面载流导线在均匀磁场中所受的力，已知 和 .PL第29页/共58页 结论 任意平面载流导线在均匀磁场中所受的力,与其始点和终点相同的载流直导线所受的磁场力相同.PL第30页/共58页 例 3 半径为 载有电流 的导体圆环与电流为 的长直导线 放在同一平面内（如图），直导线与圆心相距为 d，且 R d 两者间绝缘,求 作用在圆

5、电流上的磁场力.OdR第31页/共58页解OdR.第32页/共58页OdR.第33页/共58页OdR.第34页/共58页二 磁场作用于载流线圈的磁力矩如图 均匀磁场中有一矩形载流线圈MNOPMNOPI第35页/共58页线圈有N匝时 M,N O,PMNOPI第36页/共58页IB.IB BI稳定平衡不稳定平衡讨 论（1）与 同向（2）方向相反（3）方向垂直力矩最大第37页/共58页 结论:均匀磁场中，任意形状刚性闭合平面通电线圈所受的力和力矩为与 成右螺旋0pqq=稳定平衡非稳定平衡 磁矩第38页/共58页 例4 如图半径为0.20 m，电流为20 A，可绕轴旋转的圆形载流线圈放在均匀磁场中，磁

6、感应强度的大小为0.08 T，方向沿 x 轴正向.问线圈受力情况怎样？线圈所受的磁力矩又为多少？IRQJKPo第39页/共58页解 把线圈分为JQP和PKJ两部分IRQJKPo以 为轴，所受磁力矩大小第40页/共58页IRQJKPo第41页/共58页磁介质第42页/共58页一 磁介质 磁化强度介质磁化后的附加磁感强度真空中的磁感强度 磁介质中的总磁感强度1 磁介质铁磁质（铁、钴、镍等）顺磁质 抗磁质（铝、氧、锰等）（铜、铋、氢等）弱磁质第43页/共58页分子圆电流和磁矩 无外磁场顺 磁 质 的 磁 化有外磁场顺磁质内磁场2 顺磁质和抗磁质的磁化第44页/共58页无外磁场时抗磁质分子磁矩为零 抗

7、磁质内磁场 同向时 反向时抗磁质的磁化第45页/共58页3 磁化强度分子磁矩的矢量和体积元单位（安/米）意义 磁介质中单位体积内分子的合磁矩.第46页/共58页C分子磁矩（单位体积分子磁矩数）二 磁介质中的安培环路定理第47页/共58页传导电流分布电流+ADBC第48页/共58页各向同性磁介质（磁化率）磁场强度 磁介质中的安培环路定理 第49页/共58页 各向同性磁介质相对磁导率磁 导 率顺磁质（非常数）抗磁质铁磁质第50页/共58页 例1 有两个半径分别为 和 的“无限长”同轴圆筒形导体，在它们之间充以相对磁导率为 的磁介质.当两圆筒通有相反方向的电流 时，试 求（1）磁介质中任意点 P 的

8、磁感应强度的大小;（2）圆柱体外面一点Q 的磁感强度.II第51页/共58页解II同理可求第52页/共58页1 磁 畴无外磁场有外磁场三 铁磁质第53页/共58页2 磁化曲线 磁滞回线400 600 800 1 000H/(Am-1)1510 5B/10-4TB=f(H)顺磁质的B-H曲线0第54页/共58页矫顽力 当外磁场由 逐渐减小时，这种 B的变化落后于H的变化的现象，叫做磁滞现象，简称磁滞.O磁滞回线 由于磁滞，时，磁感强度 ，叫做剩余磁感强度(剩磁).第55页/共58页3 铁磁性材料O软磁材料O硬磁材料O矩磁铁氧体材料不同铁磁性物质的磁滞回线形状相差很大.第56页/共58页4 磁屏蔽 把磁导率不同的两种磁介质放到磁场中，在它们的交界面上磁场要发生突变，引起了磁感应线的折射.磁屏蔽示意图第57页/共58页感谢您的观看！第58页/共58页