大学物理第五版上册课件第07章磁场安培环路定律.ppt
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1、磁场磁场3 L3 L力力& &磁通量磁通量直流导线外磁场分布?高斯定律|安培环路定律磁通量?思考:与电通量差异电荷在磁场中运动如何体现?作业:作业:15,18,19,21IIII磁场&及其计算 无限长载流长直导线的磁场无限长载流长直导线的磁场IBIBX X 电流与磁感强度成电流与磁感强度成右手螺旋关系右手螺旋关系一一 安培环路定理安培环路定理磁场磁场3 L3 L力力& &磁通量磁通量o 设闭合回路设闭合回路 为圆形回路为圆形回路, 与与 成成右右螺旋螺旋磁场磁场3 L3 L力力& &磁通量磁通量o若若回路绕向为回路绕向为逆逆时针时针对任意形状的回路对任意形状的回路磁场磁场3 L3 L力力& &
2、磁通量磁通量电流在回路之外电流在回路之外磁场磁场3 L3 L力力& &磁通量磁通量 多电流情况多电流情况 推广:推广: 安培环路定理安培环路定理磁场磁场3 L3 L力力& &磁通量磁通量安培环路定理安培环路定理 在真空的恒定磁场中,磁感强度在真空的恒定磁场中,磁感强度 沿任沿任一闭合路径的积分的值,等于一闭合路径的积分的值,等于 乘以该闭合乘以该闭合路径所穿过的各电流的代数和路径所穿过的各电流的代数和. 电流电流 正负正负的规定:的规定: 与与 成成右右螺旋螺旋时,时, 为为正正;反反之为之为负负.注意注意磁场磁场3 L3 L力力& &磁通量磁通量 (1) 是否与回路是否与回路 外电流有关外电
3、流有关? (2)若若 ,是否回路,是否回路 上各处上各处 ?是否回路是否回路 内无电流穿过内无电流穿过?讨论:讨论:磁场磁场3 L3 L力力& &磁通量磁通量1.为环路内的电流代数和。为环路内的电流代数和。只与环路内的电流有关,只与环路内的电流有关,2.环流环流而与环路外电流无关。而与环路外电流无关。3. B为环路上一点的磁感应强度,它与环路内外电流为环路上一点的磁感应强度,它与环路内外电流都有关。都有关。若若并不一定说明环路上各点的并不一定说明环路上各点的 B 都为都为 0。若若环路内并不一定无电流。环路内并不一定无电流。4.环路定理只适用于闭合电流或无限电流,环路定理只适用于闭合电流或无限
4、电流,磁场磁场3 L3 L力力& &磁通量磁通量 例例1 求载流螺绕环内的磁场求载流螺绕环内的磁场 解解 (1) 对称性分析:环内对称性分析:环内 线为同心线为同心圆,环外圆,环外 为零为零.应用应用 安培环路定理的应用举例安培环路定理的应用举例磁场磁场3 L3 L力力& &磁通量磁通量令令(2)选回路选回路当当 时,螺绕环内可视为均匀场时,螺绕环内可视为均匀场 .L磁场磁场3 L3 L力力& &磁通量磁通量例例2:利用安培环路定律计算载流无限长利用安培环路定律计算载流无限长直导线外一点的磁感应强度。直导线外一点的磁感应强度。将上式用于有限长直导线则得出错误结将上式用于有限长直导线则得出错误结
5、果,算出果,算出B与无限长直电流磁感应强度相与无限长直电流磁感应强度相同同 ,矛盾,故安培环路定律对有限电流,矛盾,故安培环路定律对有限电流不适用。不适用。解:以电流为轴,做半径为解:以电流为轴,做半径为 r 的环路的环路磁场磁场3 L3 L力力& &磁通量磁通量例例3:圆柱形载流导体圆柱形载流导体半径为半径为 R ,通过的电,通过的电流为流为 I ,电流在导体,电流在导体横截面上均匀分布,横截面上均匀分布,求圆柱体内、外的磁求圆柱体内、外的磁感应强度的分布。感应强度的分布。解:解:1.圆柱体内部圆柱体内部 r R 区域区域磁场磁场3 L3 L力力& &磁通量磁通量分布曲线分布曲线磁场磁场3
6、L3 L力力& &磁通量磁通量例例4 无限大均匀带电无限大均匀带电(线密度为线密度为i)平面的磁场平面的磁场解解 如图,作安培环路如图,作安培环路abcda,应用安培环路,应用安培环路定理定理dacb磁场磁场3 L3 L力力& &磁通量磁通量dacb磁场磁场3 L3 L力力& &磁通量磁通量四、选取环路原则四、选取环路原则利用安培环路定理计算磁场利用安培环路定理计算磁场 B ,要求磁场要求磁场具有高度的对称性具有高度的对称性 ;目的是将目的是将:写成写成要求环路上各点要求环路上各点 B 大小相等,大小相等,B 的方向的方向与环路方向一致,与环路方向一致,磁场磁场3 L3 L力力& &磁通量磁通
7、量或或环路要经过所研究的场点。环路要经过所研究的场点。五、解题方法五、解题方法1.场对称性分析;场对称性分析;2.选取环路;选取环路;3.确定环路内电流的代数和确定环路内电流的代数和 ; 4.应用环路定理列方程求解。应用环路定理列方程求解。 应用环路定理求应用环路定理求 B 要比毕萨定律简要比毕萨定律简单,但只适用于具有高度对称的场。单,但只适用于具有高度对称的场。磁场磁场3 L3 L力力& &磁通量磁通量例例5:密绕载流螺线管通密绕载流螺线管通有电流为有电流为 I,线圈密度为线圈密度为 n,求管内一点的,求管内一点的 B 。( (用用无限长螺线管近似。无限长螺线管近似。) ).B+解:解:理
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- 大学物理 第五 上册 课件 07 磁场 安培 环路 定律