[理化生]第9章磁場課程講解(完整版)

　　

【正文】 功 X R （ 1） BpMm??? ??I 磁矩方向為 力矩的大小 IBRI S BBpM m 221 ????力矩的方向為 Y 方向 （ 2） IBRI S BIIA mmm 212 210)( ???????????物理系：史彭 大學物理：磁場 一 .洛倫茲力公式 ? 實驗結果 q B?v?f??s i n, vBqf ? θ ?s inBqf v??? 安培力與洛倫茲力的關系 l?dIqsfBqNF ??????? vddBqf m ??? ?? vBlIF ??? ?? d Blnsq ? ?? dvBNq ?? ?? v安培力是大量帶電粒子洛倫茲力的疊加 167。 x y BqF ??? ?? ?qBmR ??判定入射時電子偏轉方向 判定出射時縱向坐標 B ? O 物理系：史彭 大學物理：磁場 二、填空題： 角度 = ？磁力矩表達式中含速度 20224 rermmaf n??? ???reeeI?????22 ???2. 氫原子中 ， 電子繞原子核沿半徑為 r 的圓周運動 ， 它等效于一個圓形電流 ， 如果外加一個磁感應強度為 B 的磁場 ， 其磁力線與軌道平面平行 ， 那么這個圓電流所受的磁力矩的大小 M = 。d0 0?0d ???S SB ??物理系：史彭 大學物理：磁場 四 . 有磁介質時的安培環路定理 1. 束縛電流 0B?以無限長螺線管為例 順 磁 質 0I0ISI在磁介質內部的任一小區域： 相鄰的分子環流的方向相反 在磁介質 表面 處各點： 分子環流未被抵消 形成沿表面流動的面電流 SI —— 束縛電流 結論： 介質中磁場由傳導和束縛電流共同產生 物理系：史彭 大學物理：磁場 2. 磁介質中的安培環路定理 （各向同性介質） 000 d IlBL ??????? 無磁介質時 ? 加入磁介質時 0BB r???? ????? LrLrIlBIlB 0000 dd????????定義磁場強度 0d IlHL ????? (磁介質的安培環路定理 ) rBH?? 0??? （各向同性介質） 物理系：史彭 大學物理：磁場 MBH ?????0?磁介質內磁場強度沿所選閉合路徑的環流等于閉合積分路徑所包圍的所有傳導電流的代數和。已知直導線上的電流為 I。 r 設空圓柱體內有相同電流密度、方向相反的一對電流 I180。 C 、 及 A板的電勢 U180。 A 板帶電荷 +Q1， B 板帶電荷 +Q2 ，如果使 B 板接地，則 AB間電場強度 E 的大小為 B A ?2 +Q1 ?2 +Q2 ?1 考察 A 板中的一點（電場強度向下為正） 00222 1020201 ?????? ???????ESQESQ010212 ???? ????設電荷分布如圖所示 物理系：史彭 大學物理：磁場 插入后電壓不變 2. 將平行板電容器接在電源上，用相對介電常數為 ?r ，厚度為板間距離一半的均勻介質插入，如圖。 a bS解 ? ?? Sm SB ?? d?0?????? SBSB baba BB ?物理系：史彭 大學物理：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）。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 磁場 穩恒電流在其周圍激發 穩恒磁場 本章研究穩恒磁場的基本性質 物理系：史彭 大學物理：磁場 恒定磁場（一種特殊物質）知識結構 磁感應強度 磁場描述 相互作用 能量 真空中的電流 基本規律 高斯定理 環流定理 恒定磁場的性質 磁通量 磁介質 物理系：史彭 大學物理：磁場 167。 )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 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 a點和球外 b點的電勢差。 磁場的安培環路定理 一 .磁場的安培環路定理 靜電場 : 0d ??? lE ?? 靜電場是保守場 磁 場 : ?d ??? lB ??1. 磁感應強度環流 ? ? lB ?? d在空間選定一個閉合曲線 L，曲線上 l?d方向與 L 方向一致，把該點的 lB ?? d?對整個 L 積分 ? ? lB ?? d 稱為 磁感應強度環流 選定一個繞行方向。則極板上的電量為原來的 ______倍；電容為原來的 ______倍。A 。、 I180。 求圓環中心 O 點的磁感應強度 I1 I2 L1 產生的（過圓心的直電流） ?1 ?B?L2 產生的（直電流） ?2 ?B?I1 、 I2 大小之比？弧長之比？方向如何？ I1 、 I2 產生的 ?43 ?? BB??R O a b I I L1 L2 物理系：史彭 大學物理：磁場 載流導體產生磁場 磁場對電流有作用 一 .磁場對載流導線的作用 大小： 方向： ?s indd lBIF ?由右手螺旋法則確定 ?? ??? BlIFF ???? dd 磁場對電流的作用 BlIF ??? ?? dd安培力 lI?d ?B?F??1 磁場對電流元的作用力 2 磁場對 載流導線 的作用力 物理系：史彭 大學物理：磁場 (1) 安培定理是矢量表述式 zyx FFFF d,d,dd ??(2) 若磁場為勻強場 ? ? BlIF ??? ?? ? d（ 3）在勻強磁場中的閉合電流受力 ? ? BlIF ??? ?? ? d0?載流直導線在勻強磁場中 BLIF ??? ??力的大小 ?s inI L BF ?當載流直導線在勻強磁場中，且垂直磁場時 )2( ?? ?? I LBF討論 物理系：史彭 大學物理：磁場 x y O A I L B?此段載流導線受的磁力。 對于各向同性介質，在外磁場不太強的情況下 HμHμμB r ??? ?? 0解題方法：先用安培環路定理求 磁場強度 ，后再 求磁感應強度 非各向同性介質 BH ?? ?物理系：史彭 大學物理：磁場 無限長載流圓柱體，其內外相對磁導率分別為 21, rr ??例 求 解 在圓柱體 內 區域中，選環路 L IrHlHL ????? 2d 22 ?? rIH ?? 2/2磁場強度和磁感應強度 RIr2H?rIHB rr ??? 2202202????2r? 1r?L根據磁介質的安培環路定理 在圓柱體 外 區域中，選環路 L 1H?LrRLSS IIrHlH ??????? 內2d 11 ??根據磁介質的安培環路定理 21 2 RIrH??2101101 2 RIrHB rr ??????? 非 無限長載流圓柱體如何？ 物理系：史彭 大學物理：磁場 磁場二作業提示 物理系：史彭 大學物理：磁場 一 .選擇題 : BnISBpM mm ????? ????判定大圓在圓心出磁感應強度方向和小圓法線方向 2. 有兩個同心圓線圈 ， 大圓半徑為 R ， 通有電流 I1；小圓半徑為 r ， 通有電流 I2 ， 方向如圖 。 I1 I2 R r 物理系：史彭 大學物理：磁場 3. 如圖 ,一個電量為 +q、質量為 m 的質點，以速度 ? 沿 x 軸射入磁感強度為 B 的均勻磁場中，磁場方向垂直紙面向里，其范圍從 x=0 延伸到無限遠，如果質點在 x=0 和 y=0 處進入磁場，則它將以速度 ? 從磁場中某一點出來，這點坐標是 x=0 和 [ ]。 OA??? ??? 000dF I B d yiI B d xjF L ????z 物理系：史彭 大學物理：磁場 例 求兩平行無限長直導線之間的相互作用力 a2I1I1B?12f?解 aIB?? 2101?電流 2 處于電流 1 的磁場中 1212 BIf ?同時，電流 1 處于電流 2 的磁場中， aIIBIf??? 22102121?21f?aII?? 2210?電流 2 中單位長度上受的安培力 電流 1 中單位長度上受的安培力 物理系：史彭 大學物理：磁場 (1) 定義 : 真空中通有同值電流的兩無限長平行直導線，若相距 1 米 ，單位長度受力 (2) 電流之間的磁力符合牛頓第三定律： N102 7??1221 ff ?? ??則電流為 1 安培 。 形成閉合無限長圓柱體產生