《大学基础物理》课程教学课件（PPT讲稿）稳恒磁场习题

习题课稳恒磁场

稳恒磁场 习题课

基本概念和规律1.磁感应强度的定义：(1)大小: B=Fm/qV(2)方向：磁场的方向,即小磁针N极的指向2.毕奥一萨伐尔定律：dB = Lo Idi ×134元B-ZB;3.磁场叠加原理：B= JaB=,xr或13L4元

 基本概念和规律 1. 磁感应强度的定义： (1)大小: B = Fm /qv (2)方向: 磁场的方向,即小磁针N极的指向 2. 毕奥—萨伐尔定律： 3 0 4 r Idl r dB     =   3. 磁场叠加原理： B = Bi   或    = = L L r I l r B B 3 0 d 4 d      

4.磁场中的高斯定理：α2f,B.ds =05.安培环路定理β2ZIfB.di = μoBP7α6.几种常见电流的磁场分布规律（1）直线电流的磁场uolB=(cos αi - cos α2 )有限长：4元aMoI或：(sin β, -sin β)B4元aB=μl无限长：2元a

4. 磁场中的高斯定理： d = 0 S B S   5. 安培环路定理   =  i i L B l I d 0   6. 几种常见电流的磁场分布规律 (1) 直线电流的磁场 有限长： ( ) 1 2 0 cos cos 4     = − a I B a I B   2 0 无限长： = 或： ( ) 2 1 0 sin sin 4     = − a I B  1  2 1 2 P I

（2）圆形电流的磁场IR?轴线上一点处：B=2(R2 + x2 )/2uo圆心处：B =2R(3）载流直螺线管的磁场uonlB=有限长：(cos β, - cos β,)2B= uonl无限长：（4）均匀载流长直圆柱体的磁场uolrB= μoB外=2元r?2元R

(2) 圆形电流的磁场 轴线上一点处： ( ) 3/ 2 2 2 2 0 2 R x IR B + =  圆心处： R I B 2 0 = (3) 载流直螺线管的磁场 有限长： ( ) 2 1 0 cos cos 2    = − nI B B nI = 0 (4) 均匀载流长直圆柱体的磁场 , 2 0 2 I R r B  内 =  r I B   2 0 外 = 无限长：

（5）无限大均匀载流平面的磁场B=μoj2（6）运动电荷产生的磁场B=Mo qvxrr34元7.载流导线在磁场中所受的力一一安培定律dF = Idl × BF=JdF=JIdi×B8.载流平面线圈在均匀磁场中所受的磁力矩M=P.×B其中:P = NISn

(5) 无限大均匀载流平面的磁场 2 j B o = (6) 运动电荷产生的磁场 3 0 4 r qv r B     =   7. 载流导线在磁场中所受的力——安培定律   = =  L L F F I l B     d d dF Idl B    =  8. 载流平面线圈在均匀磁场中所受的磁力矩 Pm NISn   M Pm B =    =  其中：

9.运动电荷在外磁场中所受的磁力一一洛仑兹力F=qv×B电磁场对运动电荷的作用力F=qE+qv×BIBIB10.霍尔效应:U,一Uz=RHdnqd11.磁力的功02IdΦA=JdrA=dΦ = Φ若为常量Jd1

9. 运动电荷在外磁场中所受的磁力——洛仑兹力 F qv B    =  电磁场对运动电荷的作用力 F qE qv B     = +  10. 霍尔效应： d IB R nqd IB U1 −U2 = = H 11. 磁力的功    =  2 1 A Id 若I为常量 =   =     A I I 2 1 d

三、基本概念与基本原理讨论题3.在真空中无电流区域内，设有如图所示的三种磁场，试根据稳恒电流产生磁场的基本定理判断它们是否存在？BBBB,1BB存在不存在不存在利用高斯定理和安培环路定理证明

三、基本概念与基本原理讨论题 3. 在真空中无电流区域内，设有如图所示的三种磁 场，试根据稳恒电流产生磁场的基本定理判断它们 是否存在？ B1  B2  B1  B2  B1  B2  利用高斯定理和安培环路定理证明 不存在 不存在 存在

4.ab为闭合电流的一直线段，现以0为圆心，0P为半径，在垂直于电流的平面内做一圆形回路L，试计算磁感应强度沿L回路的积分，为什么这一结果与安培环路定理的结论B.di =μoZI;不一致？若a穿过回路L的平面，结果如何？从中可以得到什么结论答：有限长电流的磁场的环路积分不L符合安培环路定理，说明该定理的适用条件是稳恒的闭合电流的磁场βuolβ2B :sinβ, -sinβa4元RB.di =Mol1sinβ,-sinβ2元R4元RLbuolsin β,-sin β)22

4. ab为闭合电流I的一直线段，现以O为圆心，OP为 半径，在垂直于电流的平面内做一圆形回路L，试计 算磁感应强度沿L回路的积分，为什么这一结果与安 培环路定理的结论   =  i i L B l I d 0   答:有限长电流的磁场的环路积分不 符合安培环路定理，说明该定理的 适用条件是稳恒的闭合电流的磁场。 L I a b 1 2 ( ) 2 1 0 sin sin 4     = − R I B ( ) R R I B l L      sin sin 2 4 d 2 1 0  = −    不一致？若ab穿过回路L的平面，结果如何？从中可 以得到什么结论？ ( ) 2 1 0 sin sin 2    = − I

7.如图所示，设载流直导线可自由地沿各方向移动和转动，试分析在U形磁铁作用下此直导线将发生怎样的运动。0IsN0;9.有人根据安培环路定理H·dl=ZI传i，认为H仅与传导电流有关，你是否同意？说明理由

7. 如图所示，设载流直导线可自由地沿各方向移动 和转动，试分析在U 形磁铁作用下此直导线将发生 怎样的运动。 N S O I O’ 9.有人根据安培环路定理 ，认为H 仅 与传导电流有关，你是否同意？说明理由。   =  i i l I 传 L H d

10.图5-6中三条线分别表示三种不同磁介质的B一H关系曲线，虚线是B=U.H的关系曲线。试指出哪一条是表示顺磁质？哪一条表示抗磁质？哪一条表示铁磁质？BI：铁磁质11IⅡI:顺磁质I11III:抗磁质0H

10. 图5-6中三条线分别表示三种不同磁介质的B— H关系曲线， O B H I II III 虚线是 B = 0 H 的关系曲线。试指出哪 一条是表示顺磁质？ 哪一条表示抗磁质？哪一条表 示铁磁质？ I: 铁磁质 II:顺磁质 III:抗磁质