高二物理競賽畢奧－薩伐爾定律 課件

磁場的源第八章第八章磁場的源主要內(nèi)容：運(yùn)動電荷（包括電流）產(chǎn)生磁場的規(guī)律?；疽螅豪斫猱厞W-薩伐爾定律，理解磁場疊加原理，并會用這兩個(gè)原理計(jì)算簡單形狀下電流的磁場。掌握磁場的高斯定律（即磁通連續(xù)定理）和安培環(huán)路定理。會計(jì)算平面回路的磁通量，會利用安培環(huán)路定理求解具有對稱性電流的磁場分布。1、

畢奧－薩伐爾定律計(jì)算磁場的基本方法與在靜電場中計(jì)算帶電體的電場時(shí)的方法相仿，為了求恒定電流的磁場，我們也可將載流導(dǎo)線分成無限多個(gè)小的電流元Idl的疊加。1.電流元的磁場電流元可作為計(jì)算電流磁場的基本單元。然后根據(jù)疊加原理，就可以求出任意電流的磁場分布。通過磁場的高斯定律和安培環(huán)路定律，能夠正確認(rèn)識磁場的基本性質(zhì)，即磁場是一個(gè)“無源”的非保守力場，磁感應(yīng)線是無頭無尾的渦旋線。會用磁場疊加原理對磁場的分布特征進(jìn)行分析，并掌握用畢奧-薩伐爾定律和安培環(huán)路定理計(jì)算磁場的兩種基本方法。本章重點(diǎn)：本章難點(diǎn)：切實(shí)掌握畢奧-薩伐爾定律中三個(gè)矢量之間的關(guān)系，在應(yīng)用畢奧-薩伐爾定律求載流導(dǎo)線的磁場時(shí)，一定要明確導(dǎo)線上各個(gè)電流元在場點(diǎn)產(chǎn)生的磁場方向一般不同，不能夠?qū)B直接相加。應(yīng)該先將dB在坐標(biāo)系中分解，再對各個(gè)坐標(biāo)軸方向的磁場分量求和。2.畢奧－薩伐爾定律畢奧－薩伐爾定律，即：一段電流元Idl與它所激發(fā)的磁感應(yīng)強(qiáng)度dB之間的關(guān)系注：電流元的磁感線是圓心在電流元軸線上的同心圓。與庫侖場強(qiáng)公式對比大小：

O?dB類似之處：庫侖場強(qiáng)公式：畢奧－薩伐爾定律：(1)都是元場源產(chǎn)生場的公式：電荷元、電流元。(3)都是計(jì)算E

和B

的基本公式。通過與疊加原理結(jié)合使用，原則上可以求解任意分布的電荷的靜電場與任意形狀的恒定電流的磁場。(2)對比記憶不同之處：(1)方向，(2)大小，＋r電荷元：球?qū)ΨQr電流元12345678例：判斷下列各點(diǎn)磁感強(qiáng)度的方向和大小。1、5點(diǎn)：3、7點(diǎn)：2、4、6、8點(diǎn)：3.磁通連續(xù)定理（磁場的高斯定律）電流元的磁感線是閉合的通過任意封閉曲面的磁通量等于零磁通連續(xù)定理（磁場的高斯定律）：任何磁場中通過任意封閉曲面的磁通量總等于零。磁單極子（磁荷）不存在任意電流的磁場等于無限多個(gè)電流元產(chǎn)生的磁場的疊加IIdlS◆在電流元的磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度對任意封閉曲面的磁通量的貢獻(xiàn)為零?！?931年狄拉克(Dirac)理論上預(yù)言了磁單極子的存在?！挝淮藕桑?/p>

質(zhì)量：由于m大，因此現(xiàn)有的加速器能量產(chǎn)生不了磁單極子對；人們希望從宇宙射線中發(fā)現(xiàn)。目前尚未在實(shí)驗(yàn)中確認(rèn)磁單極子存在。小專題：*磁單極子(magneticmonopole)：4.計(jì)算磁場的基本方法(1)將電流分解為無數(shù)個(gè)電流元Idl

(2)由電流元求dB(據(jù)畢—薩定律)(3)將dB在坐標(biāo)系中分解，并用磁場疊加原理做對稱性分析，以簡化計(jì)算步驟(4)對dB積分求B=