大学物理上 安培定理应用 磁力分析.ppt

复习： 例1 载流长直圆柱体内外的磁场 讨论： 例4 无限大载流薄板的磁场 练习 求图示两无限大载流薄板的磁场分布 §7-7 带电粒子在磁场中的运动 §7-8 磁场对载流导线的作用 利用安培定律求磁力的一般方法 求作用在此导线上的磁力。 CA段 二 匀强磁场对载流线圈的作用 Pm－线圈磁矩 ,求线圈的磁矩和线圈受到的合力及磁力矩. 试计算分子磁矩 §7-9磁介质磁化 磁介质中的安培环路定理 二、磁介质中的安培环路定理的应用 三、应用举例 H-r曲线 磁学主要内容 一、 电流的磁场： 二、 磁场对电流的作用： 磁力矩 三、两个重要定理 磁高斯定理 四、磁介质中的安培环路定理 综合练习1 如图闭合回路,电流为I,求o点处的磁感应强度B 3 2 ：如图示,电流I沿轴向均布,求P处的磁感应强度B? 如图求受力 力矩的大小为 无限大载流薄板的磁场方向判定 电流密度 解： 问:若在P处有一长L通电流I’的平行直线受力？ ⊙ ⊙ ⊙ 3 1 2 也可先求1处B总 以1为例分析，其所在 处磁场 方向及其受力方向见图示。 * 安培环路定理 磁场是涡漩场 回路L绕向与I流向右旋,I为正,否则I为负. 应用 －求特殊对称性磁场 选同心环为积分回路L 如:I沿轴向均布→B轴对称， 方法：根据I的分布,确定B的对称性,选合适的L 磁场是无源场 磁高斯定理 解： B方向与I 流向右旋 B O r 例2 求长直密绕螺线管内磁场 解 对称性分析螺旋管内为均匀场,方向沿轴向, 外部磁感强度趋于零，即 . + + + + + + + + + + + + M N P O 选环路 =MNOPM 均匀场 无限长载流螺线管内部磁场处处相等,外部磁场为零. 例2 求载流螺绕环内的磁场 2）选回路.与环共轴同心圆 →选为L 解 1） 对称性分析；环内 线为同心圆，环外 为零. 令 非均匀场 (R-环中心半径,d截面直径,d =r2 – r1) 环内 环外 o r1 r2 R 均匀场 2.通过螺绕环截面的B通量 1. 当 时，螺绕环内可视为均匀场 . (R-环中心半径,d截面直径,d =r2 – r1) o r1 r2 R 已求 B在S上分布不匀,分割S→dS, (i-单位宽度上的电流) d a b c 分析： 均匀场 选L为矩形环路 两侧B反向 i面均布，B面对称 练：7-21 (i-单位宽度上的电流) 两侧B反向 7-21 B=0 B=0 x o y z · 大小： 方向： 特性： 不作功。 洛仑兹力 矢量式: 式中:B是IdL处的外磁场 均匀磁场中载流直导线受磁力 F方向:右手螺旋定则 非均匀磁场中载流导线受磁力 一 安培力 大小: F=ILBsin? 方向: 左手定则 电流元受力——安培定律 判定各dF的方向 注意： 若方向不同一定要分解： 统一积分变量。 求积分值。 只有各dF同向时才有 据题意建坐标。 写出dF的大小 y o x (均匀磁场中) 例1 如图示，XY平面上有一任意形状的载流导线，通电流I，置于均匀磁场B中,  解： 解: AB段： 方向如图(同) BC段 方向如图 (相同) 例2.长直电流导线与三角形电流导线共面,如图所示.试分别求AB,BC,CA所受的磁力。 IdL受力: F3=BIL1sin(π-?) F4=BIL1sin? 向上 向下 F3=F4 反向且在同一直线 ∴　F3,F4对轴不产生力矩. ab： F1=IL2B cd： F1=F2=IL2B 向前 向后 F1=F2 反向，但不在同一直线 a,b c,d F2 F1 磁力矩 F1=IL2B a b c d I a,b c,d N: 线圈匝数 n－线圈法向与I右旋 可证：上式适用于均匀磁场中任何形状线圈 解:线圈磁矩 B i Pm= NIS R2 R1 磁力矩为： 大小: M =PmBsin90o 方向：竖直向下 M B Pm ? 线圈受合力 ∵均匀磁场闭合平面线圈∴所受合力=0。 例3.如图,半径R1和R2两半圆弧与直径上的两小段构成通电线圈,均匀磁场B与线圈平面平行 I e 等效圆电流(分子电流) 分子磁矩 解:电子绕核一周所需时间 磁介质 磁化 磁化面电流Is 在外 中 附加 磁介质中 总磁场 顺磁质 铁磁质 抗磁质 固有磁距取向 附加磁距作用 实验表明： 无限大均匀磁介质中 磁导率 H称之磁场强度 物理意义： 磁场强度H的环流等于环路内所包围的传导电流的代数和。 各向同性均匀介质中， B .如图，流出纸面的电流为 2