大学物理稳恒磁场课件.ppt

磁畴图象§10-1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。10.1.4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※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§10-2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：10.2.2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.10.3.1安培定律I1同理，导线C上单位长度受力大小为：“安培”的定义例载有电流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稳定平衡例载有电流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§10-4磁场对运动电荷的作用所以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10.4.2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1、霍耳效应①式中RH称作霍耳系数如果导体板的宽度为b，当导体上、下两表面间的电势差为UM－UN时，带电粒子所受的电场力大小为设导体内载流子数密度为n，于是I＝nqvbd，以此代入上式可得①说明RH与载流子浓度n成反比：
在金属导体中，载流子浓度很高，故RH↓，UH↓
在半导体中载流子浓度较低，RH↑，UH↑②利用霍耳系数的正、负可判断半导体的类型。
若RH＞0，为P型半导体
若RH＜0，为n型半导体。§10-6磁介质相对磁导率与电介质的类比2、三类磁介质铁磁质----B>>B0，r很大且不是常数、具有所谓“磁滞”现象的一类磁介质。如铁、钴、镍及其合金等。10.6.2抗磁质与顺磁质的磁化当没有外磁场作用时：2、外场B0引起的附加磁矩ΔPm及附加磁场B′
的方向。抗磁质的磁化顺磁质的磁化令为磁场强度即：H沿任一闭合回路的环流等于穿过该回路所围面积的传导电流之代数和10.6.5B与H的关系称为磁介质的相对磁导率；利用可以方便地求有磁介质时某些对称的磁场分布。１、密绕长直螺线管内充满介质的磁感应强度：例一根“无限长”的直圆柱形铜导线，外包一层相对磁导率为μr的圆筒形磁介质，导线半径为R1，磁介质的外半径为R2，导线内有电流I通过，电流均匀分布在横截面上，如图9.41所示，求：解(1)求H-r关系由于电流分布的轴对称性，因而磁场分布也有轴对称性，因此可用安培环路定理求解.在垂直于轴线的平面上，选择积分回路L为以圆柱轴线为圆心、r为半径的圆周，由式(9.60)可得当R1＜r＜R2时，(2)求B-r关系由已求出的介质内外的磁场强度分布，再根据B＝μH＝μ0μrH确定介质内外的磁感应强度分布.当r＞R2，该区域为真空，故铁磁质具有高磁导率、非线性（不是常数）；存在“磁滞现象”；存在居里温度等三个显著特征。2）存在“磁滞现象”(如:在外场撤除后有剩磁)：1、磁化曲线H是电流为I时，铁心中的磁场强度；
B是电流为I时，铁心中的磁感应强度；
q是电