第九章 稳恒磁场3.ppt

磁畴图象§9-1磁场磁感应强度地核每400年比地壳多转一周２、磁现象起源于运动电荷安培的分子电流假说1、磁场2、磁感应强度3）磁感应强度的大小1、磁力线穿过磁场中某一曲面的磁力线总数，称为穿过该曲面的磁通量，用符号Φm表示。9.1.4磁场中的高斯定理1）电流元的方向：为线段中
电流的方向。2）在（SI）制中整个载流导体在P点的磁感应强度则是电流元在P点产生的dB之矢量和由Idl×r确定电流元在P点的dB的方向
将dB向选定的坐标轴投影，然后分别求出1、载流直导线的磁场设垂足为o,电流元离o点为l，op长为a，r与a夹角为因为※关于角的有关规定：半长直电流的磁场2、圆形电流轴线上的磁场所以轴线上任一点P的磁场3、载流直螺线管内部的磁场整个载流螺线管在P点所产生的磁感应强度B的大小为(1)若例9.1半径为R的薄圆盘均匀带电，总电量为q.令此盘绕通过盘心，且垂直于盘面的轴线匀速转动，角速度为ω.求：(1)轴线上距盘心O为x的P点处的磁感应强度B；(2)圆盘的磁矩Pm.该圆形电流dI在轴线上P点处产生的磁感应强度dB的大小为(2)先求圆环的磁矩dPm，其大小为§9-2安培环路定理在垂直于导线的平面上任取一包围电流的闭合曲线L 当回路不包围电流时用同样方法可以证明，B在该回路上的线积分为零。（1）电流正、负号的规定：I与L成右螺旋为正，反之为负（2）正确理解安培环路定律应注意的两点：9.2.2安培环路定理的应用1、长直载流螺线管内的磁场分布线圈单位长度上的匝数为n,则2、环形载流螺线管内的磁场分布设环形螺线管共有N匝线圈，每匝线圈的电流为I，则闭合回路L所包围的电流强度的代数和为NI.由安培环路定理，得设载流导体为一“无限长”直圆柱形导体，半径为R，电流I均匀地分布在导体的横截面上，如图9.20(a)所示.显然，场源电流对中心轴线分布对称，因此，其产生的磁场对柱体中心轴线也有对称性，磁力线是一组分布在垂直于轴线的平面上并以轴线为中心的同心圆.与圆柱轴线等距离处的磁感应强度B的大小相等，方向与电流构成右手螺旋关系.上式说明，“无限长”载流圆柱体外的磁场与“无限长”载流直导线产生的磁场相同.例9.2如图9.21所示，一无限大导体薄平板垂直于纸面放置，其上有方向指向读者的电流，面电流密度(即通过与电流方向垂直的单位长度的电流)到处均匀，大小为i，求其磁场分布.解无限大平面电流可看成是由无限多根平行排列的长直电流dI所组成.先分析任一点P处磁场的方向，如图9.21(a)所示，在以OP为对称轴的两侧分别取宽度相等的长直电流dI1和dI2，则dI1＝dI2，故它们在P点产生的元磁感应强度dB1和dB2相叠加后的合磁场dB的方向一定平行于电流平面，方向向左.由此可知，整个平面电流在P点产生的合磁场B的方向必然平行电流平面向左.同理，电流平面的下半部空间B的方向为平行电流平面向右.又由于电流平面无限大，故与电流平面等距离的各点B的大小相等.根据以上所述的磁场分布的特点，过P点作矩形回路abcda，ab＝cd＝l，如图9.21(b)所示，其中ab和cd两边与电流平面平行，而bc和da两边与电流平面垂直且被电流平面等分.该回路所包围的电流为li，由安培环路定理可得9.3.1安培定律F垂直纸面向内I1同理，导线C上单位长度受力大小为：“安培”的定义例9.3载有电流I1的长直导线旁边有一与长直导线垂直的共面导线，载有电流I2.其长度为l，近端与长直导线的距离为d，如图9.25所示.求I1作用在l上的力.方向垂直导线l向上，大小为1、均匀磁场对载流线圈的作用这两个力在同一直线上，大小相等而方向相反，其合力为零.而导线ab和cd都与磁场垂直，它们所受的安培力分别为F2和F′2，其大小为如果线圈有N匝，那么线圈所受磁力矩的大小为M＝0稳定平衡*2、非均匀磁场对载流线圈的作用设一均匀磁场B垂直纸面向外，闭合回路abcd的边ab可以沿da和cd滑动，ab长为l，电流I，ab边受力2、载流线圈在磁场中转动时磁力矩所做的功其中1、2分别是在1位置和2位置时通过线圈的磁通量。当电流不变时，例9.4载有电流I的半圆形闭合线圈，半径为R，放在均匀的外磁场B中，B的方向与线圈平面平行，如图9.30所示.(1)求此时线圈所受的力矩大小和方向；(2)求在这力矩作用下，当线圈平面转到与磁场B垂直的位置时，磁力矩所做的功.图示位置线圈所受磁力矩的大小为§9-4磁场对运动电荷的作用2、洛仑兹力公式所以f如果带电粒子在同时存在电场和磁场的空间运动时，则其所受合力为9.4.2带电粒子在匀强磁场中的运动2、粒子速度v⊥B3、粒子速度v与B斜交回转半径例9.5测定离子荷质比的仪器称为质谱仪.倍恩勃立奇质谱仪原理如图9.34(a)所示.离子源所产生的带电量为q的离子，经狭缝S1和S2