银川能源学院（银川大学）：《大学物理》课程教学资源（物理学PPT课件讲稿，大专）磁场的性质

海大理学院教学课件 大学物理学电子教案 磁场的性质 11-3磁通量磁场的高斯定律 11-4安培环路定理

大学物理学电子教案 海大理学院教学课件 磁场的性质 11-3 磁通量 磁场的高斯定律 11-4 安培环路定理

复习 磁场 电流二 磁 电流 运动电荷 运动电荷 场 磁铁二 磁铁 ·毕奥-萨伐尔定律 dB Ho Idl x 4π 3 B= (cos0,-cose2) 4。 B.= 4,R27 2R2+x2)3 B=4 (cos B2-cos B)

复 习 • 磁场 运动电荷 磁 铁 电 流 电 流 运动电荷 磁 铁 磁 场 3 0 4 r Idl r dB     =   (cos cos ) 4  1  2   = − o o r I B 2 3 2 2 2 2(R x ) R I B o z + =  (cos cos ) 2 1 2    = − nI B o • 毕奥－萨伐尔定律

三、运动电荷的磁场 dB 4。Idl xF dB 4π 3 Idl ngvSdl Idl导线中运动电荷数目 dN=nSdl 所以运动电荷产生的磁场 dB 4。ngvSdl x r 4。,qD×F dN 4π nSdl.r3 4元 3 B= 4。,9D×产 4π 3 1911年，俄国物理学家约飞最早提供实验验证

三、运动电荷的磁场 3 3 4 4 r qv r nSdl r nqvSdl r dN dB o o       =    =      Idl导线中运动电荷数目 dN=nSdl 所以运动电荷产生的磁场 Idl nqvSdl   = 3 4 r Idl r dB o     =    r  Idl  dB  3 4 r qv r B o     =    1911年，俄国物理学家约飞最早提供实验验证

例题：一半径为r的圆盘，其电荷面密度为σ，设 圆盘以角速度ω绕通过盘心垂直于盘面的轴转动， 求圆盘中心的磁感强度。 解法1：设圆盘带正电荷，绕轴O逆时针旋转， 在圆盘上取一半径分别为p与ptdp的细环带， 此环带的电量为dq=ods=c2πpdp,考虑到圆盘 以角速度o绕0轴旋转，周期为T=2π/o,于是 此环带上的圆电流为： 盘心O的磁感应强 度为 dⅢ= dq o2nplp=oopdp 2π/0 已知圆电流在圆心处的磁感应强度为 B=aap B=uI/2R,其中为圆电流，R为圆电流半 径，因此，圆盘转动时，圆电流在盘心O 的磁感应强度为： 磁感应强度的方向垂 dB 直纸面向外。 2p 2p

例题：一半径为r 的圆盘，其电荷面密度为σ，设 圆盘以角速度ω绕通过盘心垂直于盘面的轴转动， 求圆盘中心的磁感强度。 解法1：设圆盘带正电荷，绕轴O逆时针旋转， 在圆盘上取一半径分别为ρ与ρ+dρ的细环带， 此环带的电量为dq=σds=σ2πρdρ，考虑到圆盘 以角速度ω绕O轴旋转，周期为T=2π/ω，于是 此环带上的圆电流为：         d d T dq dI 2 / 2 = = = 已知圆电流在圆心处的磁感应强度为 B=μ0 I/2R，其中I为圆电流，R为圆电流半 径，因此，圆盘转动时，圆电流在盘心O 的磁感应强度为： 盘心O的磁感应强 度为           d d dI dB 2 2 2 0 0 0 = = = r B d r        0 0 0 2 1 2 = =  磁感应强度的方向垂 直纸面向外

解法2：取小微元dpd0 小微元所带的电荷为：dq=opdpd0 运动速度为=Qp,方向垂直于矢径 小微元在盘心0点产生在磁场为： dB uo dgvp opxipiloopp 4πp 4元 女4oin9 方向垂直于纸面向外，各个小微元在盘心处产生的磁场方向 都向外，积分得盘心处的磁感应强度为： apd

解法2：取小微元dρdθ 小微元所带的电荷为：dq=σρdρdθ 运动速度为v=ω ρ ，方向垂直于矢径 小微元在盘心O点产生在磁场为：                     d d dqv d d dB 3 0 0 3 0 4 1 4 4 =   = = 方向垂直于纸面向外，各个小微元在盘心处产生的磁场方向 都向外，积分得盘心处的磁感应强度为： B d d r r           0 0 2 0 0 2 1 4 1 = =  

11-3磁通量磁场的高斯定律 磁感应线 1.磁感应线： •用来描述磁场分布的曲线。 磁感应线上任一点切线的方向一B的方向。 B的大小可用磁感应线的疏密程度表示。 磁感应线密度：在与磁感应线垂直的单位面积上的穿过 的磁感应线的数目

11-3 磁通量 磁场的高斯定律 一、磁感应线 1．磁感应线： •用来描述磁场分布的曲线。 •磁感应线上任一点切线的方向——B的方向。 •B的大小可用磁感应线的疏密程度表示。 磁感应线密度：在与磁感应线垂直的单位面积上的穿过 的磁感应线的数目

2、几种典型的磁感应线 B 图8.9螺线管的B线分布示意图 载流长直导线 圆电流 载流长螺线管 3、磁感应线特性 磁感应线是环绕电流的无头尾的闭合曲线，无起点无终点； 磁感应线不相交

2、几种典型的磁感应线 I B 载流长直导线 圆电流 载流长螺线管 3、磁感应线特性 •磁感应线是环绕电流的无头尾的闭合曲线，无起点无终点； •磁感应线不相交

二、磁通量 ds 界B 1、磁通量定义： 通过磁场中某一曲面的磁感应线的数目， 定义为磁通量，用Φ表示。 2、计算 a.dS垂直B b.dS跟B成角 c.通过任一曲面的 dΦm=B·dS dΦm=Bcos adS 磁通量 =B.d5 Φm=∫B.d dS B B B ds dS

二、磁通量 2、计算 1、磁通量定义： 通过磁场中某一曲面的磁感应线的数目， 定义为磁通量，用Ф表示。 a S B  . d 垂直 dS B  ⊥ d m = B  dS b S跟B成角   . d d m = BcosdS  B  dS n  B dS   =  c. 通过任一曲面的 磁通量   =  S m B S   d dS n  B  

/ds 3、说明 规定n的方向垂直于曲面向外 磁感应线从曲面内穿出时，磁通量为正(00) 磁感应线从曲面出穿入时，磁通量为负(>π/2，cos0<0) 穿过曲面通量可直观地理解为穿过该面的磁感应线条数 单位：韦伯(wb)1Wb=1Tm2

3、说明 •规定n的方向垂直于曲面向外 磁感应线从曲面内穿出时，磁通量为正(θ0) 磁感应线从曲面出穿入时，磁通量为负(θ>π/2, cosθ<0) •穿过曲面通量可直观地理解为穿过该面的磁感应线条数 •单位：韦伯(wb) 1Wb=1T·m2

三、高斯定律 1、内容 通过任意闭合曲面的磁通量必等于零。 月B.否=0 S 2、解释 磁感应线是闭合的，因此 有多少条磁感应线进入闭 合曲面，就一定有多少条 磁感应线穿出该曲面。 3、说明 磁场是有旋无散场（非保守场）；电场是有源场，保守场 磁极相对出现，不存在磁单极；单独存在正负电荷

三、 高斯定律 1、内容 通过任意闭合曲面的磁通量必等于零。   = S B dS 0   2、解释 磁感应线是闭合的，因此 有多少条磁感应线进入闭 合曲面，就一定有多少条 磁感应线穿出该曲面。 •磁场是有旋/无散场(非保守场)；电场是有源场，保守场 •磁极相对出现，不存在磁单极；单独存在正负电荷 3、说明 S B  B 