恒定磁場(chǎng)總結(jié)

1、穩(wěn)恒磁場(chǎng)（一種特殊物質(zhì)）知識(shí)結(jié)構(gòu)穩(wěn)恒磁場(chǎng)（一種特殊物質(zhì)）知識(shí)結(jié)構(gòu)磁磁感感應(yīng)應(yīng)強(qiáng)強(qiáng)度度磁場(chǎng)描述磁場(chǎng)描述相互作用相互作用能量能量真空真空中的中的電流電流基本規(guī)律基本規(guī)律高高斯斯定定理理環(huán)環(huán)流流定定理理穩(wěn)恒磁場(chǎng)的性質(zhì)穩(wěn)恒磁場(chǎng)的性質(zhì)磁磁通通量量磁介質(zhì)磁介質(zhì)磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度磁場(chǎng)描述磁場(chǎng)描述電流元產(chǎn)生的磁場(chǎng)電流元產(chǎn)生的磁場(chǎng)直直電電流流的的磁磁場(chǎng)場(chǎng)定量描述定量描述定性描述定性描述磁通量（定量）磁通量（定量）圓圓電電流流的的磁磁場(chǎng)場(chǎng)螺螺線(xiàn)線(xiàn)管管的的磁磁場(chǎng)場(chǎng)運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)電電荷荷的的磁磁場(chǎng)場(chǎng)磁力線(xiàn)磁力線(xiàn)面面積積元元磁磁通通量量螺螺線(xiàn)線(xiàn)管管磁磁通通量量同同軸軸電電纜纜磁磁通通量量螺螺繞繞環(huán)環(huán)磁磁通通量量磁場(chǎng)能量磁場(chǎng)

2、能量磁能量密度磁能量密度體積元內(nèi)磁場(chǎng)能量體積元內(nèi)磁場(chǎng)能量空間磁場(chǎng)能量空間磁場(chǎng)能量磁力作功磁力作功磁力作功的性質(zhì)磁力作功的性質(zhì)非保守力場(chǎng)非保守力場(chǎng)磁場(chǎng)基本規(guī)律磁場(chǎng)基本規(guī)律高斯定理高斯定理環(huán)流定理環(huán)流定理應(yīng)用（求磁感應(yīng)強(qiáng)度）應(yīng)用（求磁感應(yīng)強(qiáng)度）無(wú)限長(zhǎng)無(wú)限長(zhǎng)直電流直電流無(wú)限長(zhǎng)無(wú)限長(zhǎng)圓柱體圓柱體螺繞環(huán)螺繞環(huán)無(wú)限大無(wú)限大平面平面磁場(chǎng)對(duì)電流的作用磁場(chǎng)對(duì)電流的作用對(duì)導(dǎo)線(xiàn)的作用對(duì)導(dǎo)線(xiàn)的作用對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用對(duì)線(xiàn)圈的作用對(duì)線(xiàn)圈的作用對(duì)電流元的力對(duì)電流元的力（安培定律）（安培定律）對(duì)導(dǎo)線(xiàn)的力對(duì)導(dǎo)線(xiàn)的力磁磁矩矩磁力矩磁力矩洛淪茲力洛淪茲力安培力安培力 洛淪茲力洛淪茲力 （宏觀(guān)）（宏觀(guān)） （微觀(guān)）（微觀(guān)

3、）磁場(chǎng)對(duì)磁介質(zhì)的作用磁場(chǎng)對(duì)磁介質(zhì)的作用磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度相互關(guān)系應(yīng)用（求磁感應(yīng)強(qiáng)度）應(yīng)用（求磁感應(yīng)強(qiáng)度）無(wú)限長(zhǎng)無(wú)限長(zhǎng)直電流直電流無(wú)限長(zhǎng)無(wú)限長(zhǎng)圓柱體圓柱體螺繞環(huán)螺繞環(huán)無(wú)限大無(wú)限大平面平面一一. 電流電流dtdqI ndSdIjSSdjI典型問(wèn)題典型問(wèn)題橫斷面上電流均勻分布，已知電流，求電流密度橫斷面上電流均勻分布，已知電流，求電流密度IR?jRISS S上的電流上的電流橫斷面上電流均勻分布，已知電流密度，求電流橫斷面上電流均勻分布，已知電流密度，求電流二二. .磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度 200d4drrlIB大小：大?。?0sind4drlIB方向：右螺旋法則方向：右螺旋法則 Bd

4、B電流元產(chǎn)電流元產(chǎn)生的磁場(chǎng)生的磁場(chǎng)電流產(chǎn)生電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)畢奧薩畢奧薩伐爾定律伐爾定律利用畢奧薩伐爾定律解題的一般步驟利用畢奧薩伐爾定律解題的一般步驟 建立坐標(biāo)系建立坐標(biāo)系 選定電流元選定電流元 利用畢薩定律求利用畢薩定律求 求磁感應(yīng)強(qiáng)度分量求磁感應(yīng)強(qiáng)度分量 合成磁感應(yīng)強(qiáng)度合成磁感應(yīng)強(qiáng)度200d4drrlIB;.dBxxB2z2y2xBBBB磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向;.cos1BBx注意：利用對(duì)稱(chēng)性簡(jiǎn)化問(wèn)題注意：利用對(duì)稱(chēng)性簡(jiǎn)化問(wèn)題cosdBxdB典型問(wèn)題典型問(wèn)題 （1） 載流直導(dǎo)線(xiàn)的磁場(chǎng)載流直導(dǎo)線(xiàn)的磁場(chǎng)12)cos(cos4210aIBIalIdrP

5、l由電流元方向確定由電流元方向確定 1、 2方向方向無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)aIB20aL12BrBaaIIa（2）載流圓線(xiàn)圈載流圓線(xiàn)圈軸線(xiàn)上軸線(xiàn)上的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)RxOlId2/32220)(2xRIRB方向滿(mǎn)足方向滿(mǎn)足右手定則右手定則PxIB0 x圓心處圓心處 RIB20一段圓弧在圓心處產(chǎn)生的磁場(chǎng)一段圓弧在圓心處產(chǎn)生的磁場(chǎng)220RIBI已知已知角度角度已知弧長(zhǎng)如何計(jì)算？已知弧長(zhǎng)如何計(jì)算？I123RO典型問(wèn)題典型問(wèn)題 xORqPrBddqdqdI2運(yùn)動(dòng)電荷等效電流運(yùn)動(dòng)電荷等效電流 R123 O（3）螺線(xiàn)管軸線(xiàn)上的磁場(chǎng)）螺線(xiàn)管軸線(xiàn)上的磁場(chǎng) PRBd21方向：右螺旋法則方向：右螺旋法則 1202co

6、scosnIB無(wú)限長(zhǎng)載流螺線(xiàn)管無(wú)限長(zhǎng)載流螺線(xiàn)管nIB0半無(wú)限長(zhǎng)載流螺線(xiàn)管半無(wú)限長(zhǎng)載流螺線(xiàn)管端口處端口處 20InB注意：注意：1數(shù)值的正確確定數(shù)值的正確確定 （4 4）運(yùn)動(dòng)電荷的磁場(chǎng)）運(yùn)動(dòng)電荷的磁場(chǎng) 2004rrqBv注意：宏觀(guān)、微觀(guān)量的變換注意：宏觀(guān)、微觀(guān)量的變換典型問(wèn)題典型問(wèn)題 Oab1234 rq注意：矢量性（大小、方向）注意：矢量性（大小、方向）nISpm三三 磁矩磁矩ISnmpN 匝線(xiàn)圈的磁矩匝線(xiàn)圈的磁矩nNISpm典型問(wèn)題典型問(wèn)題 方向：右方向：右螺旋法則螺旋法則求磁矩的大小和方向求磁矩的大小和方向三三. .磁通量、磁場(chǎng)的高斯定理磁通量、磁場(chǎng)的高斯定理1. 磁力線(xiàn)磁力線(xiàn)磁力線(xiàn)的方向

7、磁力線(xiàn)的方向磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向磁力線(xiàn)的疏密磁力線(xiàn)的疏密磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小磁力線(xiàn)為無(wú)頭無(wú)尾的閉合曲線(xiàn)磁力線(xiàn)為無(wú)頭無(wú)尾的閉合曲線(xiàn)磁力線(xiàn)與電流相互套連，服從右手螺旋定則磁力線(xiàn)與電流相互套連，服從右手螺旋定則磁力線(xiàn)不相交磁力線(xiàn)不相交有限曲面上的磁通量有限曲面上的磁通量SBmd磁力線(xiàn)穿入磁力線(xiàn)穿入SmSBd注意：閉合曲面的注意：閉合曲面的規(guī)定規(guī)定0m磁力線(xiàn)穿出磁力線(xiàn)穿出0m2.2.磁通量磁通量面元上的磁通量面元上的磁通量cosdBdSSBdm閉合曲面上的磁通量閉合曲面上的磁通量3.3.磁場(chǎng)的高斯定理磁場(chǎng)的高斯定理0dSmSB典型問(wèn)題（求磁通量）典型問(wèn)題（求磁通量）roINh1

8、R2RSrd四四. . 磁場(chǎng)的安培環(huán)路定理磁場(chǎng)的安培環(huán)路定理磁感應(yīng)強(qiáng)度環(huán)流磁感應(yīng)強(qiáng)度環(huán)流 Ll dB內(nèi)IlBL0d 電流與繞行方向成右手定則電流與繞行方向成右手定則時(shí)，時(shí)，I 0，否則，否則 I 00IL 分析對(duì)稱(chēng)性（柱對(duì)稱(chēng)、面對(duì)稱(chēng)）分析對(duì)稱(chēng)性（柱對(duì)稱(chēng)、面對(duì)稱(chēng)） 選定回路曲線(xiàn)（過(guò)待求點(diǎn)，子線(xiàn)可積分）選定回路曲線(xiàn)（過(guò)待求點(diǎn)，子線(xiàn)可積分） 求求磁感應(yīng)強(qiáng)度環(huán)流磁感應(yīng)強(qiáng)度環(huán)流 求曲線(xiàn)內(nèi)包含的電流（注意正負(fù)）求曲線(xiàn)內(nèi)包含的電流（注意正負(fù)） 利用安培環(huán)路定理解求磁感應(yīng)強(qiáng)度利用安培環(huán)路定理解求磁感應(yīng)強(qiáng)度利用安培環(huán)路定理解題步驟利用安培環(huán)路定理解題步驟.d111LLl dBlBRIrPLrIB20典型問(wèn)題（具

9、有柱對(duì)稱(chēng)）典型問(wèn)題（具有柱對(duì)稱(chēng)）方向：右手方向：右手定則定則RIrPLroINiBBPabcdjdx典型問(wèn)題（具有面對(duì)稱(chēng)）典型問(wèn)題（具有面對(duì)稱(chēng)）有厚度有厚度無(wú)厚度無(wú)厚度利用補(bǔ)償解題利用補(bǔ)償解題iiiBB五五. .磁場(chǎng)對(duì)電流的作用磁場(chǎng)對(duì)電流的作用大?。捍笮。悍较颍悍较颍簊inddlBIF 右手螺旋右手螺旋BlIFFddBlIF dd安培力安培力1. 磁場(chǎng)對(duì)電流元的作用力磁場(chǎng)對(duì)電流元的作用力 2. 磁場(chǎng)對(duì)磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線(xiàn)載流導(dǎo)線(xiàn)的作用力的作用力載流直導(dǎo)線(xiàn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中載流直導(dǎo)線(xiàn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 BLIF 計(jì)算計(jì)算電流元的受力（矢量）電流元的受力（矢量） 計(jì)算合力的分力計(jì)算合力的分力 分力的合成分力的合成求

10、磁力的一般步驟求磁力的一般步驟BlIF dd,.xxdFF222zyxFFFF,.cos1FFx3.3.磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)帶電粒子的力磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)帶電粒子的力洛倫茲力洛倫茲力Bqfm vBvqBmRv情況情況回轉(zhuǎn)半徑回轉(zhuǎn)半徑B/v情況情況0mf典型問(wèn)題典型問(wèn)題avaqc-ecvrYZXROxyBxyOAILBlIdFz典型問(wèn)題典型問(wèn)題a2I1I1B12f21f1Iaba2I1234xo1Ia2IBpMm3. 磁力矩磁力矩大小大小sinNSBIM 典型問(wèn)題典型問(wèn)題I IBI II IBI IBB方向方向六六. 磁場(chǎng)力的功磁場(chǎng)力的功1. 安培力對(duì)運(yùn)動(dòng)載流導(dǎo)線(xiàn)的功安培力對(duì)運(yùn)動(dòng)載流導(dǎo)線(xiàn)的功mIdAdA若電流若電流不變不變mIAmIdAd2. 磁力矩對(duì)載流線(xiàn)圈的功磁力矩對(duì)載流線(xiàn)圈的功mIdAdmIdAdA若電流若電流不變不變mIA（1）對(duì)）對(duì) Y 軸的力矩軸的力矩YB（2 2）在該力矩作用下，線(xiàn)圈）在該力矩作用下，線(xiàn)圈 轉(zhuǎn)過(guò)轉(zhuǎn)過(guò) 9090 所作的功所作的功XRI典型問(wèn)題典型問(wèn)題七七. 磁介質(zhì)磁介質(zhì)（各向同性介質(zhì)）（各向同性介質(zhì)）含磁介質(zhì)的含磁介質(zhì)的磁高斯定理磁高斯定理0