《大学物理学》课程电子教案（PPT教学课件）第十、十一章磁场习题课

稳恒磁场习题课 第10、1章主要内容回顾 1电流强度、电流密度 dt ds 2电动势 E=4E·d=「E·M(E为非静电场强) 3磁通量n=Bds 下二页)<PN邹

一 .第10、11章主要内容回顾 1.电流强度、电流密度 dt dq I = n dS dI j   ⊥ = 2.电动势 E dl E dl k l k     =  =    内  3.磁通量  =  m s B dS    ( 为非静电场强) Ek  （下一页） 稳恒磁场习题课

4磁场的计算 1)毕奥-萨伐尔定理dB=4o× 4丌 2)电流产生磁场 B=20/axFB=「dB微观叠加 4兀 B=∑B1场叠 3)安培环路定理B·=A6∑l 4)运动电荷产生的磁场B= lxR 4兀 3 下二页)<PN邹

4.磁场的计算 1)毕奥---萨伐尔定理 3 0 4 r Idl r dB     =   2)电流产生磁场   = 3 0 4 r Idl r B      B =  dB   B = Bi   微观叠加 场叠加 3)安培环路定理   =  i l B dl I 0   4)运动电荷产生的磁场 3 0 4 r q r B       = （下一页）

5磁场方程 1)磁场高斯定理、BdS=0(稳恒磁场无源) 2)安培环路定理Bd=A∑1(稳恒磁场有旋) 6载流线圈的磁矩Pn=MSz 7电磁相互作用 1)安培定律=M×B 2)磁场对载流导线的安培力7=1×B 3)磁场对载流线圈的作用力矩M= P B (下一页)

5.磁场方程 1)磁场高斯定理   = S B dS 0   (稳恒磁场无源) 2)安培环路定理 l  =  i B dl I 0   (稳恒磁场有旋) 6.载流线圈的磁矩 Pm NISn   = 7.电磁相互作用 1)安培定律 df Idl B    =  2)磁场对载流导线的安培力 =   l f Idl B    3)磁场对载流线圈的作用力矩 M Pm B    =  I S n  （下一页）

4)磁场对运动电荷的洛仑兹力F=×B 5磁力作功=m B 8霍耳电压Un=RH"b 霍耳系数(Rn=1 (下一页)

4)磁场对运动电荷的洛仑兹力 F q B    =  5)磁力作功 =  2 1 m m A Id m    8.霍耳电压 b IB UH = RH ) 1 ( nq 霍耳系数 RH = （下一页）

本章一些重要的结论 1.直电流的磁场 B=(cos a,-cos a 4ta 无限长载流直导线B=P0 eTTa 半无限长载流直导线B=A 4πca B 直导线延长线上B=0 P (下一页)

1. 直电流的磁场 a P 1  2 I B  (cos cos ) 4 1 2 0  −    = a I B •无限长载流直导线 a I B   = 2 0 •半无限长载流直导线 a I B   = 4 0 •直导线延长线上 B = 0 本章一些重要的结论 （下一页）

2.圆电流轴线上某点的磁场 LoIR R P 大小:B R2+x2) 方向:右手螺旋法则 (1)载流圆环圆心处的B圆心角=2zB 0 2R (2)载流圆弧圆心角BB0_010 2R2兀4R (下一页)

2. 圆电流轴线上某点的磁场 2 2 3 2 2 0 2( R x ) IR B + =  方向： 右手螺旋法则 大小： (1) 载流圆环圆心处的 B 圆心角  = 2  R I B 2  0 = (2) 载流圆弧 圆心角  R I R I B       2 2 4 0 0 = • = R x I P x （下一页）

3.长直载流螺线管 5.环形载流螺线管 B ponl 内 0外 B 内 2m° 0 无限大载流导体薄板 B=0n/2 R1、R2>>R1-R2 N 板上下两侧为均匀磁场 / 2R1 B≈p0n1 ((,。(((X (下一页)

3. 长直载流螺线管    = 外 内 0 0 nI B  5. 环形载流螺线管     = 外 内 0 2 0 r NI B   R1 、R2  R1 − R2 B nI  0 2 R1 N n  = 4. 无限大载流导体薄板 B = 0 nI 2 板上下两侧为均匀磁场 . . . . . . . . . d b a c （下一页）

电场、磁场中典型结论的比较 电荷均匀分布 电流均匀分布 长直线 E 2兀Ec 0 czar 内 E=0 B=0 长直圆柱面长直圆柱体 外E B 0 2 0 27r 内 E 2 0 R 2IR 外 E 2兀E0r 2 (下一页)

电场、磁场中典型结论的比较 r I B   2 0 = r E 2 0  = 2 0 2 R Ir B   2 = 2 0 R r E   = E = 0 B = 0 外 内 内 外 r E 2 0  = r I B   2 0 = r E 2 0  = r I B   2 0 = 长 直 圆 柱 面 电荷均匀分布 电流均匀分布 长 直 圆 柱 体 长直线 （下一页）

静电场 比较? 磁场 E·d=0 ∮B·a=μ∑l 电场有保守性,它是 磁场没有保守性,它是 保守场,或有势场 非保守场,或无势场 「E·=∑q B。ds=0 电力线起于正电荷 磁力线闭合 止于负电荷 无自由磁荷 静电场是有源场 磁场是无源场 (下一页)

 E  dl = 0   静电场 磁 场   =   i i B dl I 0    B • ds = 0    • =  i s E ds q 0 1    比较 ? 磁场没有保守性，它是 非保守场，或无势场 电场有保守性，它是 保守场，或有势场 电力线起于正电荷、 止于负电荷。 静电场是有源场 磁力线闭合、 无自由磁荷 磁场是无源场 （下一页）

电偶极子 类 磁偶极子 比 S P=q Pm= Isn 1 P B 2兀c;r3在轴延长线上某点 2元r E B 4兀F 4元 (下一页)

电偶极子 磁偶极子 n I  S 3 0 2 r p B m     = p m ISn   = 3 2 0 1 r p E e     = P ql   = 3 0 4 r p B m     = − 类 比 在轴延长线上某点 • • − q q l  （下一页）