[理化生]第9章磁場課程講解-wenkub

　

【正文】 磁場 167。 吹前 r1 +Q 高斯球面 2020 44 RQrQERr ???????R4Qr4Q0Rr0 ???????u物理系：史彭 大學物理：磁場 吹后 r2 高斯球面 0?E202rR 1 4rdErdE22rQur ??????? ?? ? ????+Q E2 E1 R 物理系：史彭 大學物理：磁場 4. 一均勻靜電場，電場強度 V/ m，則點 a (3, 2)和點 b (1, 0)之間電勢差 U=____________（ X,Y以米計）。 存在一個方向使 0d ?FlI ?d0d ?F定義 lIFBdd m a x?B?(2) 當電流元的取向與磁感應強度的方向垂直時 ,受到的磁場力最大 。物理系：史彭 大學物理：磁場 第 9章 恒定磁場 磁約束核聚變研究裝置 物理系：史彭 大學物理：磁場 電流在其周圍激發(fā) 磁場 穩(wěn)恒電流在其周圍激發(fā) 穩(wěn)恒磁場 本章研究穩(wěn)恒磁場的基本性質(zhì) 物理系：史彭 大學物理：磁場 恒定磁場（一種特殊物質(zhì)）知識結(jié)構 磁感應強度 磁場描述 相互作用 能量 真空中的電流 基本規(guī)律 高斯定理 環(huán)流定理 恒定磁場的性質(zhì) 磁通量 磁介質(zhì) 物理系：史彭 大學物理：磁場 167。 磁感應強度的大小 定義 該方向為磁感應強度的方向 B?lI ?dm a xdd FF ?物理系：史彭 大學物理：磁場 滿足 maxdF?lI ?dB?maxdF?BlIF ??? ?? dd（ 3）磁場力 的方向與電流元 和磁感應強度 B?—— 安培力公式 lI ?d右手螺旋關系 物理系：史彭 大學物理：磁場 利用運動電荷在磁場中受力情況來測量磁場 (1) 磁感應強度的方向 運動電荷在磁場中運動時，存在一個方向使 0?F?定義 ?qFB max?(2) 磁感應強度的的大小 磁感應強度的大小 定義 該方向為磁感應強度的方向 當運動電荷電量、速度一定時，運動電荷的運動方向與磁感應強度的方向垂直時，受到的磁場力最大 maxF磁感應強度的單位： T（ 1T=10000Gs） F???q物理系：史彭 大學物理：磁場 的關系 F?BqF ??? ??? ?（ 3）磁場力 與磁感應強度 B?—— 洛侖茲力公式 B???? 的方向 洛侖茲力的大小 ?? s inBqF ???B?F??q?? ??0洛侖茲力的方向 注意電荷為負時，力的方向取逆方向 物理系：史彭 大學物理：磁場 靜電場二作業(yè)中的 問題 抄作業(yè)有什么好處？ 物理系：史彭 大學物理：磁場 二 .填空題 : ，一等邊三角形邊長為 a，三個頂點上分別放置著電量為 q,2q,3q的三個正點電荷。 )6 0 04 0 0( jiE ??? ???? ?????? babaab jdyidxjildEu )()600400( ???????? ???? 0213 2 0 0 06 0 04 0 0 Vdydxu ab物理系：史彭 大學物理：磁場 三 、 計算題 1 區(qū) 1．正電荷均勻分布在半徑為 R的球形體積中（如圖），電荷體密度為 ρ，求球內(nèi) a點和球外 b點的電勢差。 畢奧－薩伐爾定律 一 .畢奧－薩伐爾定律 靜電場 : 取 qd E?d ?? EE ?? d磁 場： 取 lI ?d B?d ?? BB ?? d200 d4d rrlIB ??? ????畢－薩定律： 0r? 單位矢量 真空中的磁導率 270 AN104 ?????大?。? 20 s i nd4d rlIB ????方向：右螺旋法則 ? P lI ?d r??B?物理系：史彭 大學物理：磁場 例如： lI ?dP r?B? lI ?dr?B?r?B?lI ?d r?0?B（ 3） 一段載流導線在場點 P 處產(chǎn)生的磁場 P lI?d r??Bd?A B ?? ????BAL rrlIB200 d4dB???? ?（ 4）閉合載流導線在場點 P 處產(chǎn)生的磁場 ?? ???? 200 d4dBrrlIB ?????P lI?d r??Bd?物理系：史彭 大學物理：磁場 （ 1） 載流直導線的磁場 解 20 s i nd4d rlIB ????求距離載流直導線為 a 處 一點 P 的磁感應強度 B?20 s i nd4d rlIBB ??? ????I a lI?dr?? B?P 各電流元產(chǎn)生的磁感應強度的方向相同 求磁感應強度的方法 lI ?d B?d B?二 .畢－薩定律的應用 物理系：史彭 大學物理：磁場 1?2??c s car ??? dc s cd 2al ?? ? ?? c o tc o t aal ?????根據(jù)幾何關系 )c o s( c o s4 210 ??? ??? aIB??? 21 ds i n4 0 θθaIB ???I a lI ?dr??P l 由電流元方向確定 ? ?2方向 物理系：史彭 大學物理：磁場 (1) 無限長直導線 )c o s( c o s4 210 ??? ??? aIB01 ?? ??2?aIB?? 20? 方向：右螺旋法則 (2) 任意形狀直導線 01 ?B)180c o s90( c o s4 0002 ??? aIB ?aI?? 40?P a I 1 2 B?r?討 論 B?I 1?2?P 物理系：史彭 大學物理：磁場 I b (3) 無限長載流平板 P B??dxB?d解 bxII dd ?rIB?? 2dd 0? ???? xxP BBB d?? ?c o sd B??? 100 dθP bIB ?? ybbI 2a r c t a n0?? ??? ds e cd 2yx ?r???s e c2d0byxI??? ?? 20 20 s e cd22b xbyI??x y O xdyb2a r c t a n1 ??B?d1?物理系：史彭 大學物理：磁場 (1) (2) (3) 分析： ybbIBp 2a r c t a n0???(1) by ??yIbyIbBP ???? 2200 ??ybyb22a r c t a n ?無限長載流直導線 (2) by ?? 22a r c t a n??ybbIbIBP 2200 ?? ???? i021??無限大板 031 ?? BB iB 02 ??磁屏蔽 i i 物理系：史彭 大學物理：磁場 2 載流圓線圈的磁場 求軸線上一點 P 的磁感應強度 20 d4d rlIB???)(d4 220xRlI????根據(jù)對稱性 0??B?? ?c o sd B?? xBB d rR??c os2/32220)(2 xRIRB???方向滿足右手定則 R x O lI ?d B?dB??d?r?P x I ??? dlrIRB 304 ?? Rdl ?2??物理系：史彭 大學物理：磁場 2/32220)(2 xRIRB???(1) 0?x 載流圓線圈的圓心處 RIB 20??(2) 一段圓弧在圓心處產(chǎn)生的磁場 ??? 220 ??RIBRI?? 40 ???I 如果由 N 匝圓線圈組成 RINB20??討 論 物理系：史彭 大學物理：磁場 右圖中，求 O 點的磁感應強度 解 01 ?B43202 ?? RIB ? RI83 0??I 1 2 3 R O 例 )c o s( c o s4 2103 ??? ??? RIBRI?? 40?321 BBBB ???2 1 ??θ ??2 θ物理系：史彭 大學物理：磁場 Rx ??(3) 2/32220)(2 xRIRB???3202 xIRB ??302 xIS??????nISp m ?? ?定義： 磁矩 I S n?mp?302 xpB m?????N 匝線圈的磁矩 nNI Spm ?? ?物理系：史彭 大學物理：磁場 求繞軸旋轉(zhuǎn)的均勻帶電圓盤軸線上的磁場和圓盤的磁矩 解 2/ Rq ???rrq d2d ??? ?r d rdqdqdI ????? ??? 22/322302/32220)(2d)(2ddxrrrxrIrB?????????? BB d ?????? ???? xRx xR 222 22220 ???x ?O R q P r B?d例 dI 為每秒從該橫斷面流過的電量 物理系：史彭 大學物理：磁場 圓盤圓心處 RB 20????nrrnIrp m ??? ddd 32 ??????? ? ????? Rmm Rrrpp 0434dd????方向沿 x 軸正向 0?x??