穩(wěn)恒電流與穩(wěn)恒磁場詳解演示文稿

穩(wěn)恒電流與穩(wěn)恒磁場詳解演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有148頁\編輯于星期一（優(yōu)選）穩(wěn)恒電流與穩(wěn)恒磁場現(xiàn)在是2頁\一共有148頁\編輯于星期一第一節(jié)電流電流密度矢量第二節(jié)歐姆定律及其微分形式第三節(jié)電流的功和電功率第四節(jié)電源電動勢第五節(jié)閉合電路和一段含源電路的歐姆定律第六節(jié)電子逸出功溫差電現(xiàn)象第七節(jié)電子逸出功溫差電現(xiàn)象現(xiàn)在是3頁\一共有148頁\編輯于星期一第一節(jié)電流電流密度矢量現(xiàn)在是4頁\一共有148頁\編輯于星期一一、電流1.電流導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時，E內(nèi)=0，若電荷在電場作用下發(fā)生宏觀定向移動。電荷的宏觀定向運動形成電流。電流產(chǎn)生條件有可移動的自由電荷有電場力的作用現(xiàn)在是5頁\一共有148頁\編輯于星期一2.電流的分類①.傳導(dǎo)電流②.運流電流金屬為第一類導(dǎo)體，自由電子為載流子。電解質(zhì)溶液（酸、堿、鹽）為第二類導(dǎo)體，正負(fù)離子導(dǎo)電。電子、離子宏觀帶電體運動所形成電流，如氣體放電，帶電圓盤轉(zhuǎn)動。現(xiàn)在是6頁\一共有148頁\編輯于星期一二、電流強度描寫電流強弱的物理量。定義單位時間內(nèi)流過導(dǎo)體截面的電量。恒定電流單位：安培，A現(xiàn)在是7頁\一共有148頁\編輯于星期一三、電流密度矢量

描寫電流分布的物理量。1.定義：垂直穿過單位面積的電流。導(dǎo)體內(nèi)取一面元dS方向：為該點的場強方向?，F(xiàn)在是8頁\一共有148頁\編輯于星期一2.注意幾點①.j是矢量，方向與該點的場強同向。②.I只描寫電流通過某一截面的整體情況，j是描寫導(dǎo)體內(nèi)電流分布情況的。四、電流線形象地描繪電流的分布而引入的一組空間曲線。1.方向：電流線上某點的切線方向為該點的j的方向?，F(xiàn)在是9頁\一共有148頁\編輯于星期一2.大?。捍怪蓖ㄟ^單位面積電流線的根數(shù)?，F(xiàn)在是10頁\一共有148頁\編輯于星期一五、電流連續(xù)原理作閉合面,設(shè)有電流線穿出面外，則面內(nèi)電荷減少。1.電流連續(xù)性原理單位時間通過閉合面向外流出的電荷，等于此時間內(nèi)閉合電荷的減少量?，F(xiàn)在是11頁\一共有148頁\編輯于星期一2.注意幾點①.“-”表示電流線流出，面內(nèi)電荷減少。②.對于恒定電流流入流出閉合曲面電流相同，面內(nèi)無電荷堆積和減少。但不意味電荷不動。為閉合面內(nèi)的電荷隨時間變化率?，F(xiàn)在是12頁\一共有148頁\編輯于星期一六、電流的微觀表示1.定向漂移速度v電子除熱運動外，在電場作用下定向運動。

v為自由電子定向運動的速度平均值為漂移速度。選取一段橫截面為S長為v

的導(dǎo)體，導(dǎo)體內(nèi)電子數(shù)密度為n

。2.電流的微觀表示現(xiàn)在是13頁\一共有148頁\編輯于星期一則該體積內(nèi)電子在1

秒內(nèi)全部穿過橫截面S；則該體積內(nèi)的電荷量為電流強度。矢量式現(xiàn)在是14頁\一共有148頁\編輯于星期一“－”表示j與電子運動速度的v方向相反。例：設(shè)銅導(dǎo)線中j=2.44A/mm2，銅的自由電子數(shù)密度n=8.41028m-3，求：定向漂移速度v。解：現(xiàn)在是15頁\一共有148頁\編輯于星期一明確：電場是以光速建立的，而電子在導(dǎo)體中定向漂移速度為v?，F(xiàn)在是16頁\一共有148頁\編輯于星期一第二節(jié)歐姆定律及其微分形式現(xiàn)在是17頁\一共有148頁\編輯于星期一一、歐姆定律通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的端電壓成正比，與電阻成反比。二、電阻、電阻定律1.電阻R單位：歐姆，2.電導(dǎo)G單位：西門子，s現(xiàn)在是18頁\一共有148頁\編輯于星期一3.電阻定律為導(dǎo)體的電阻率。單位：歐姆·米，·m電導(dǎo)率：單位：西門子·米-1，s·m-14.導(dǎo)體電阻率隨溫度變化的關(guān)系溫度系數(shù)單位：°C-1現(xiàn)在是19頁\一共有148頁\編輯于星期一當(dāng)溫度降到絕對零度很低時，某些金屬、合金以及化合物的電阻率會突然降到很小，這種現(xiàn)象稱作超導(dǎo)電現(xiàn)象。在這特定的溫度下從正常態(tài)變?yōu)槌瑢?dǎo)態(tài)，這溫度叫做轉(zhuǎn)變溫度或居里點。RTK0.080.16240He具有超導(dǎo)電性的物體稱為超導(dǎo)體（superconductor)如He在4K以下電阻變?yōu)榱?。迄今為止，已發(fā)現(xiàn)28種金屬元素（地球的常態(tài)下）以及合金和化合物具有超導(dǎo)電性。還有一些元素只高壓下具有超導(dǎo)電性。提高超導(dǎo)臨界溫度是推廣應(yīng)用的重要關(guān)鍵之一。超導(dǎo)的特性及應(yīng)用有著廣闊的前景?，F(xiàn)在是20頁\一共有148頁\編輯于星期一三、不規(guī)則導(dǎo)體電阻的計算例1：錐臺形導(dǎo)體兩截面半徑分別為r1、r2，長為l，電阻率。求：電阻R?，F(xiàn)在是21頁\一共有148頁\編輯于星期一解：分割導(dǎo)體元dl電阻現(xiàn)在是22頁\一共有148頁\編輯于星期一如果R1=R2現(xiàn)在是23頁\一共有148頁\編輯于星期一例題2：同軸電纜的漏電阻?，F(xiàn)在是24頁\一共有148頁\編輯于星期一四、歐姆定律的微分形式1.積分形式積分關(guān)系2.微分形式導(dǎo)體中取一導(dǎo)體元現(xiàn)在是25頁\一共有148頁\編輯于星期一設(shè)j與dS垂直由現(xiàn)在是26頁\一共有148頁\編輯于星期一歐姆定律的微分形式導(dǎo)體內(nèi)任一點的電流密度j，與電場強度E成正比，方向相同。對非恒定電流也適用。3.注意幾點①.由于導(dǎo)體中電流是由電場作用而引起的。電流密度和導(dǎo)體材料的性質(zhì)有關(guān)，與導(dǎo)體的大小無關(guān)。j與E的分布是相同的。②.越大，j越小?，F(xiàn)在是27頁\一共有148頁\編輯于星期一第三節(jié)電流的功和電功率現(xiàn)在是28頁\一共有148頁\編輯于星期一一、電流的功1.電場的功2.電流的功單位：焦耳，J。3.注意幾點①.②.對線性和非線性電路都適用。只適用于線性電路。因為熱功定義為t時間消耗于電阻的熱，它是當(dāng)電流通過電阻時，由于電子與晶格碰撞使離子振動加劇而溫度升高而發(fā)的熱。當(dāng)電路中只有電阻元件時，消耗的電能全部轉(zhuǎn)換為熱能。熱功=電功?，F(xiàn)在是29頁\一共有148頁\編輯于星期一③.非電阻性電路，電能可轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)能等，并不全部變成熱能。熱功當(dāng)量所以，只有純阻電路，電流的功才全部轉(zhuǎn)變成熱量。即熱量現(xiàn)在是30頁\一共有148頁\編輯于星期一例：直流電機(jī)內(nèi)2，工作220V，電流4A。②.電動機(jī)的熱功率。求：①.電流的功率；解：①.②.現(xiàn)在是31頁\一共有148頁\編輯于星期一四、焦耳定律的微分形式1.熱功率密度w：單位體積內(nèi)發(fā)熱功率。取圓柱體元，在截面上電流視為均勻分布?，F(xiàn)在是32頁\一共有148頁\編輯于星期一由歐姆定律微分形式焦耳定律的微分形式導(dǎo)體內(nèi)單位體積內(nèi)發(fā)熱量與該處的場強的平方成正比?，F(xiàn)在是33頁\一共有148頁\編輯于星期一第四節(jié)電源電動勢現(xiàn)在是34頁\一共有148頁\編輯于星期一一、電源1.電源將其它形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。電源負(fù)載Ek2.電動勢

描寫電源將其它形式能量轉(zhuǎn)變成電能的能力。越大表示電源將其它形式能量轉(zhuǎn)換為電能的本領(lǐng)越大。其大小與電源結(jié)構(gòu)有關(guān)，與外電路無關(guān)。水池泵現(xiàn)在是35頁\一共有148頁\編輯于星期一現(xiàn)在是36頁\一共有148頁\編輯于星期一二、電動勢在電源內(nèi)部存在一非靜電力，該非靜電力將正電荷從電勢低的電源負(fù)極移動到電勢高的正極，與靜電力相反。因此在電源內(nèi)部存在一非靜電場Ek。1.電源電動勢定義非靜電力非靜電力的功電源負(fù)載Ek現(xiàn)在是37頁\一共有148頁\編輯于星期一非靜電場在電源內(nèi)部從負(fù)極到正極移動單位正電荷所作的功。單位正電荷作功或但電源外部Ek=0。現(xiàn)在是38頁\一共有148頁\編輯于星期一2.注意幾點①.靜電場是保守場，非靜電場是非保守場，②.電源是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，電池是將化學(xué)能電能③.電動勢是標(biāo)量。單位：伏特，V符號：電動勢方向從電源負(fù)極指向正極?，F(xiàn)在是39頁\一共有148頁\編輯于星期一第五節(jié)閉合電路和一段含源電路的歐姆定律現(xiàn)在是40頁\一共有148頁\編輯于星期一一、電路的歐姆定律1.放電電源電源的功閉合電路歐姆定律路端電壓現(xiàn)在是41頁\一共有148頁\編輯于星期一2.討論①.對一個電源、r是常數(shù)，（但時間長了、r也要變化）。Uab隨負(fù)載變化而變化。②.當(dāng)開路，③.當(dāng)短路，現(xiàn)在是42頁\一共有148頁\編輯于星期一⑤.輸出最大功率④.輸出功率與外阻關(guān)系時現(xiàn)在是43頁\一共有148頁\編輯于星期一內(nèi)阻與外阻相同時電源有最大輸出功率。⑥.搞清幾個功率電源功率電源輸出功率熱功率負(fù)載功率是負(fù)載兩端的電勢差現(xiàn)在是44頁\一共有148頁\編輯于星期一2.電池充電充電：在電源內(nèi)部電流方向與E的方向一致，與Ek方向相反。特點：路端電壓>電動勢1電流計算:現(xiàn)在是45頁\一共有148頁\編輯于星期一發(fā)電機(jī)總功率發(fā)電機(jī)輸出功率輸給電池1的功率化學(xué)能功率充電電池發(fā)熱3.電池組的串聯(lián)并聯(lián)電池組串聯(lián)、r聯(lián)相加?，F(xiàn)在是46頁\一共有148頁\編輯于星期一n個相同電池并聯(lián)不變、r并聯(lián)?，F(xiàn)在是47頁\一共有148頁\編輯于星期一4.電池的種類電池的種類很多，如干電池、迭層電池、鉛蓄電池、扭扣電池、鎳鎘電池、水銀電池、鋰電池、太陽能電池等。現(xiàn)在是48頁\一共有148頁\編輯于星期一例：已知求：①.Uab。⑤.電阻R上的熱功率。②.Ucd。③.電池1消耗的化學(xué)能，及輸出的有效功率。④.輸入2功率，及轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的功率?，F(xiàn)在是49頁\一共有148頁\編輯于星期一解：①.②.現(xiàn)在是50頁\一共有148頁\編輯于星期一1有效輸出功率③.1化學(xué)能功率轉(zhuǎn)變成2化學(xué)能的功率④.輸入2功率現(xiàn)在是51頁\一共有148頁\編輯于星期一⑤.電阻R上的熱功率現(xiàn)在是52頁\一共有148頁\編輯于星期一二、一段含源電路的歐姆定律繞行方向1.對壓降電阻規(guī)定（可先任選繞行方向）如果電路中的繞行方向沿著電流方向為電勢降方向，為+IR。在電路中某一段含有電源，用電勢降方法計算現(xiàn)在是53頁\一共有148頁\編輯于星期一對電源壓降規(guī)定如果電路中的繞行方向與電動勢方向一致，為

-

。如果電路中的繞行方向與電動勢方向相反，為

+

。如果電路中的繞行方向逆著電流方向為電勢降方向，為-IR。繞行方向現(xiàn)在是54頁\一共有148頁\編輯于星期一右圖中繞行方向例：已知求：現(xiàn)在是55頁\一共有148頁\編輯于星期一現(xiàn)在是56頁\一共有148頁\編輯于星期一因為,通過節(jié)點電流的代數(shù)和為零。1、基爾霍夫第一定律：也稱為節(jié)點電流定律三、基爾霍夫方程定律支路

branch

把任意一條電源和電阻串聯(lián)的電路叫做支路回路loop

把n條支路構(gòu)成的通路叫做回路節(jié)點node

三條或更多條支路的匯集點叫做節(jié)點。所以現(xiàn)在是57頁\一共有148頁\編輯于星期一2、基爾霍夫第二定律：也稱為回路電壓定律。計算結(jié)果電流為正值，說明實際電流方向與圖中所設(shè)相同。若電流為負(fù)值。表明實際電流方向與圖中所設(shè)相反。三條支路兩個節(jié)點任一回路電壓降的代數(shù)和為零。若要回路電壓是獨立的，則該回路至少要包括一個其它回路未選過的元件。若有個節(jié)點，則有個電流方程是獨立的?，F(xiàn)在是58頁\一共有148頁\編輯于星期一計算結(jié)果電流為正值，說明實際電流方向與圖中所設(shè)相同。若電流為負(fù)值，表明實際電流方向與圖中所設(shè)相反。例：雙電源供電電路基爾霍夫第二方程組第一方程組常系數(shù)線性方程組可解繞行方向現(xiàn)在是59頁\一共有148頁\編輯于星期一例試推證如圖所示的傳感器技術(shù)常用的電橋檢測電路中，橋路的輸出電壓USC與橋臂參數(shù)的關(guān)系為式中A為由各橋臂電阻和電源電壓E決定的常數(shù)。證：設(shè)電路中通過E、R1、R2的電流依次為I、I1、I2。對ADBE回路，有對ACBE回路，有對節(jié)點A有：現(xiàn)在是60頁\一共有148頁\編輯于星期一對交流電橋，只要將各橋臂的電阻替換為對應(yīng)阻抗即可。由推出的結(jié)果可見，當(dāng)時，輸出電壓為零，這時我們說電橋處于平衡狀態(tài)。當(dāng)R1增加、或R2減小，（或同時R1增加、R2減小，或者對臂電阻沿相反方向變化），都將使電橋失去平衡，有電壓輸出。由式（2）、（3）、（4）解得現(xiàn)在是61頁\一共有148頁\編輯于星期一我們正是利用這一點來檢測非電量的，即將非電量的變化轉(zhuǎn)化為電量（如電阻、或電容、或電感）的變化，將之接在電橋的一個（稱為工作臂）上，利用電橋輸出的非平衡電壓的大小，感知待測非電量的大小。這是傳感器檢測電路的最基本的原理?，F(xiàn)在是62頁\一共有148頁\編輯于星期一第六節(jié)電子逸出功溫差電現(xiàn)象現(xiàn)在是63頁\一共有148頁\編輯于星期一一、電子的逸出功常溫下，金屬中的自由電子雖然作熱運動，但是幾乎沒有自由電子從金屬表面掙脫出來，電子從表面跑出需要一定的能量?？砂呀饘俦砻婵礊橐呀?jīng)有少數(shù)自由電子從金屬表面掙脫出來，在金屬表面形成一層電子，這樣在金屬表面形成了偶電層。厚度約為10-10m電場方向向外?，F(xiàn)在是64頁\一共有148頁\編輯于星期一金屬中的電子要克服這個電場力的作用才能逸出金屬表面。金屬表面存在一個電勢差，電子逸出表面時因克服電場力所作的功為：V為逸出電動勢，一般金屬在3－4.5V。常溫下電子的動能較小，在1200－3000K時才會出現(xiàn)熱電子發(fā)射?，F(xiàn)在是65頁\一共有148頁\編輯于星期一二、接觸電動勢兩種不同的金屬焊接起來，在接觸表面產(chǎn)生接觸電動勢。如果兩端溫度不同，會產(chǎn)生電流，這種裝置叫溫差電偶（熱電偶）。1.接觸電動勢現(xiàn)在是66頁\一共有148頁\編輯于星期一兩種金屬接觸，由于電子密度不同接觸時，電子從密度大的金屬向密度小的金屬中擴(kuò)散去。在接觸面產(chǎn)生電動勢擴(kuò)散力的場Ek為非靜電場。電子在接觸面和重新調(diào)整，產(chǎn)生靜電場E。

Ek與E反向，當(dāng)擴(kuò)散一定時間后，兩場平衡，現(xiàn)在是67頁\一共有148頁\編輯于星期一內(nèi)接觸電動勢一般在數(shù)量級利用接觸電動勢，可以測量溫度（這就是熱電偶作為溫度傳感器的測量溫度的工作原理），不同溫度也不同?，F(xiàn)在是68頁\一共有148頁\編輯于星期一a、b為常數(shù)，一般b<<a三、溫差電動勢電子跑向B端，AB間形成電動勢導(dǎo)體的一端加熱，現(xiàn)在是69頁\一共有148頁\編輯于星期一現(xiàn)在是70頁\一共有148頁\編輯于星期一§11－6恒定電流的磁場現(xiàn)在是71頁\一共有148頁\編輯于星期一（1）極性相同的磁極相互排斥，極性相反的磁極相互吸引。（2）通過電流的導(dǎo)線(也叫載流導(dǎo)線)附近的磁針，會受到力的作用而偏轉(zhuǎn)(圖11－13a)。（3）放在蹄形磁鐵兩極間的載流導(dǎo)線，也會受力而運動(圖11－13b)。（4）載流導(dǎo)線之間也有相互作用力。當(dāng)兩平行載流直導(dǎo)線的電流方向相同時，它們相互吸引；電流方向相反時，則相互排斥(圖11－17c)。1、基本磁現(xiàn)象、磁場磁感強度現(xiàn)在是72頁\一共有148頁\編輯于星期一這些客體之間存在著一種特殊物質(zhì)，它們之間的相互作用就是通過它們來傳遞實現(xiàn)的，這種特殊物質(zhì)稱為磁場。即磁鐵電流磁場磁鐵電流運動電荷運動電荷磁場隨著研究的深入，使人們進(jìn)一步認(rèn)識到磁現(xiàn)象起源于電荷的運動。2.磁場現(xiàn)在是73頁\一共有148頁\編輯于星期一二、磁感強度的定義+帶電粒子在磁場中運動所受的力與運動方向有關(guān).

實驗發(fā)現(xiàn)帶電粒子在磁場中沿某一特定直線方向運動時不受力，此直線方向與電荷無關(guān).+現(xiàn)在是74頁\一共有148頁\編輯于星期一

帶電粒子在磁場中沿其他方向運動時垂直于與特定直線所組成的平面.

當(dāng)帶電粒子在磁場中垂直于此特定直線運動時受力最大.大小與無關(guān)

磁感強度的定義：該特定直線方向定義為該點的方向.

現(xiàn)在是75頁\一共有148頁\編輯于星期一單位

特斯拉+

磁感強度的定義：當(dāng)正電荷垂直于特定直線運動時，受力將方向定義為該點的的方向.

磁感強度大小現(xiàn)在是76頁\一共有148頁\編輯于星期一P*二、畢奧—薩伐爾定律(電流元在空間產(chǎn)生的磁場)真空磁導(dǎo)率任意載流導(dǎo)線在點P

處的磁感強度畢奧—薩伐爾定律磁感強度疊加原理or現(xiàn)在是77頁\一共有148頁\編輯于星期一12345678例判斷下列各點磁感強度的方向和大小.1、5點：3、7點：2、4、6、8點：畢奧—薩伐爾定律現(xiàn)在是78頁\一共有148頁\編輯于星期一PCD*

例1

載流長直導(dǎo)線的磁場.解方向均沿x軸的負(fù)方向三畢奧---薩伐爾定律應(yīng)用舉例現(xiàn)在是79頁\一共有148頁\編輯于星期一的方向沿x

軸的負(fù)方向.無限長載流長直導(dǎo)線的磁場.PCD+現(xiàn)在是80頁\一共有148頁\編輯于星期一IB電流與磁感強度成右螺旋關(guān)系半無限長載流長直導(dǎo)線的磁場無限長載流長直導(dǎo)線的磁場*PIBX現(xiàn)在是81頁\一共有148頁\編輯于星期一I真空中,半徑為R的載流導(dǎo)線,通有電流I,稱圓電流.求其軸線上一點

p

的磁感強度的方向和大小.解根據(jù)對稱性分析例2圓形載流導(dǎo)線的磁場.p*現(xiàn)在是82頁\一共有148頁\編輯于星期一p*現(xiàn)在是83頁\一共有148頁\編輯于星期一

3）4）2）

的方向不變(

和

成右螺旋關(guān)系）1）若線圈有匝討論*圓環(huán)形電流中心的磁場現(xiàn)在是84頁\一共有148頁\編輯于星期一圓弧形電流在圓心處的磁場等于什么？方向：

注：仍可由右手定則判定方向！RoIq現(xiàn)在是85頁\一共有148頁\編輯于星期一Ad（4）*IoI（5）*o（2）RI+R（3）oIIRo（1）x幾種典型電流體系的磁場現(xiàn)在是86頁\一共有148頁\編輯于星期一IS四磁偶極矩說明：只有當(dāng)圓形電流的面積S很小，或場點距圓電流很遠(yuǎn)時，才能把圓電流叫做磁偶極子.例2中圓電流磁感強度公式也可寫成IS現(xiàn)在是87頁\一共有148頁\編輯于星期一例3

載流直螺線管的磁場如圖所示，有一長為l,半徑為R的載流密繞直螺線管，螺線管的總匝數(shù)為N，通有電流I.設(shè)把螺線管放在真空中，求管內(nèi)軸線上一點處的磁感強度.解由圓形電流磁場公式pR*o現(xiàn)在是88頁\一共有148頁\編輯于星期一op現(xiàn)在是89頁\一共有148頁\編輯于星期一op討論（1）P點位于管內(nèi)軸線中點若現(xiàn)在是90頁\一共有148頁\編輯于星期一op(2)無限長的螺線管

（3）半無限長螺線管或由代入xBO現(xiàn)在是91頁\一共有148頁\編輯于星期一+五、運動電荷的磁場畢—薩定律運動電荷的磁場實用條件S現(xiàn)在是92頁\一共有148頁\編輯于星期一解法一圓電流的磁場向外

例4

半徑為的帶電薄圓盤的電荷面密度為,并以角速度繞通過盤心垂直于盤面的軸轉(zhuǎn)動，求圓盤中心的磁感強度.向內(nèi)現(xiàn)在是93頁\一共有148頁\編輯于星期一解法二運動電荷的磁場現(xiàn)在是94頁\一共有148頁\編輯于星期一例5.一半徑為R2帶電薄圓盤,其中半徑為R1的陰影部分均勻帶正電荷,面電荷密度為+,其余部分均勻帶負(fù)電荷,面電荷密度為–,當(dāng)圓盤以角速度旋裝轉(zhuǎn)時,測得圓盤中心點o的磁感應(yīng)強度為零,問R1與R2滿足什么關(guān)系？解：當(dāng)帶電圓盤轉(zhuǎn)動時,可看作無數(shù)個圓電流的磁場在o點的迭加,現(xiàn)在是95頁\一共有148頁\編輯于星期一半徑為r,寬為dr的圓電流dI=2rdr/2=rdr磁場dB=0dI/2r=0R/2陰影部分產(chǎn)生的磁場感應(yīng)強度為其余部分：現(xiàn)在是96頁\一共有148頁\編輯于星期一現(xiàn)在是97頁\一共有148頁\編輯于星期一例

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依波爾模型，氫原子中電子以速率v=2.2106m/s在半徑為r=0.5310-8cm圓周上運動求這電子在軌道中心所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度及磁矩.+-解r現(xiàn)在是98頁\一共有148頁\編輯于星期一§11－7磁場中的高斯定理與安培環(huán)路定理現(xiàn)在是99頁\一共有148頁\編輯于星期一1、磁感應(yīng)線

規(guī)定：曲線上每一點的切線方向就是該點的磁感強度

B的方向，曲線的疏密程度表示該點的磁感強度B

的大小.III一、磁通量現(xiàn)在是100頁\一共有148頁\編輯于星期一2、磁通量SNISNI磁場中某點處垂直矢量的單位面積上通過的磁感線數(shù)目等于該點的數(shù)值.規(guī)定：現(xiàn)在是101頁\一共有148頁\編輯于星期一磁通量：通過某一曲面的磁感線數(shù)為通過此曲面的磁通量.單位現(xiàn)在是102頁\一共有148頁\編輯于星期一物理意義：通過任意閉合曲面的磁通量必等于零（故磁場是無源的.）二、磁場高斯定理現(xiàn)在是103頁\一共有148頁\編輯于星期一

例1

如圖載流長直導(dǎo)線的電流為,試求通過矩形面積的磁通量.解

先求，對變磁場給出后積分求求磁通量(1)用磁通量的定義求(2)用高斯定理求現(xiàn)在是104頁\一共有148頁\編輯于星期一例2

一半徑為a的無限長直載流導(dǎo)線，沿軸向均勻地流有電流I，若作一個半徑為R=5a，高為

l的柱形曲面，已知此柱形曲面的軸與載流導(dǎo)線的軸平行且相距3a（如圖），則在圓柱側(cè)面S上的磁通量=？2a3a5a=0現(xiàn)在是105頁\一共有148頁\編輯于星期一三、安培環(huán)路定理即在真空的穩(wěn)恒磁場中，磁感應(yīng)強度沿任一閉合路徑的積分的值，等于乘以該閉合路徑所包圍的各電流的代數(shù)和.電流

正負(fù)的規(guī)定：與成右螺旋時，為正；反之為負(fù).注意現(xiàn)在是106頁\一共有148頁\編輯于星期一o

設(shè)與成右螺旋關(guān)系（1）設(shè)閉合回路

l為圓形回路,載流長直導(dǎo)線位于其中心四、安培環(huán)路定理的驗證現(xiàn)在是107頁\一共有148頁\編輯于星期一o若回路繞向為逆時針時，則（2）對任意形狀的回路與成右螺旋現(xiàn)在是108頁\一共有148頁\編輯于星期一（3）電流在回路之外現(xiàn)在是109頁\一共有148頁\編輯于星期一（4）多電流情況結(jié)果對任意形狀的回路，任意形狀的閉合電流（伸向無限遠(yuǎn)的電流）均成立.安培環(huán)路定理現(xiàn)在是110頁\一共有148頁\編輯于星期一

問：1）是否與回路外電流有關(guān)？2）若，是否回路上各處

是否回路內(nèi)無電流穿過？例如：現(xiàn)在是111頁\一共有148頁\編輯于星期一五、安培環(huán)路定理的應(yīng)用舉例例1求長直密繞螺線管內(nèi)磁場解1)對稱性分析螺旋管內(nèi)為均勻場,方向沿軸向,外部磁感強度趨于零，即.現(xiàn)在是112頁\一共有148頁\編輯于星期一無限長載流螺線管內(nèi)部磁場處處相等,外部磁場為零.2)選回路.++++++++++++磁場的方向與電流成右螺旋.MNPO現(xiàn)在是113頁\一共有148頁\編輯于星期一當(dāng)時，螺繞環(huán)內(nèi)可視為均勻場.例2求載流螺繞環(huán)內(nèi)的磁場2）選回路.解1）對稱性分析；環(huán)內(nèi)線為同心圓，環(huán)外為零.令現(xiàn)在是114頁\一共有148頁\編輯于星期一例3無限長載流圓柱體的磁場解1）對稱性分析2）選取回路.現(xiàn)在是115頁\一共有148頁\編輯于星期一

的方向與成右螺旋現(xiàn)在是116頁\一共有148頁\編輯于星期一例4無限長載流圓柱面的磁場解現(xiàn)在是117頁\一共有148頁\編輯于星期一dI’例5

在一無限大的導(dǎo)體平板上均勻流有電流密度為j的面電流，求平板兩側(cè)的磁感應(yīng)強度。dIdBj現(xiàn)在是118頁\一共有148頁\編輯于星期一BBMNOP=2Bl=

jl0mB=j

/

20m故jMN解：現(xiàn)在是119頁\一共有148頁\編輯于星期一例6

在兩無限大的導(dǎo)體平板上均勻流有電流密度為j的面電流，求平板兩側(cè)的磁感應(yīng)強度。jjjj0j0mj0m現(xiàn)在是120頁\一共有148頁\編輯于星期一習(xí)題課本章小結(jié)現(xiàn)在是121頁\一共有148頁\編輯于星期一本章介紹了幾個基本概念、兩個基本定律和兩個重要定理一、幾個基本概念1.電流及其產(chǎn)生的條件2、電流強度3.電動勢

4.磁感應(yīng)強度B方向：小磁針N極指向。描寫磁場大小和方向的物理量現(xiàn)在是122頁\一共有148頁\編輯于星期一2.磁通量：穿過某一曲面的磁力線根數(shù)。定義：單位：韋伯，Wb3.磁矩：描寫線圈性質(zhì)的物理量。定義：單位：安培·米2方向：與電流滿足右手定則?，F(xiàn)在是123頁\一共有148頁\編輯于星期一因為,4、基爾霍夫第一定律：也稱為節(jié)點電流定律6、基爾霍夫第二定律：也稱為回路電壓定律。任一回路電壓降的代數(shù)和為零。3、一段含源電路的歐姆定律1、歐姆定律的微分形式2、焦耳定律的微分形式二.幾個基本定律現(xiàn)在是124頁\一共有148頁\編輯于星期一7.畢奧--薩伐爾定律電流元的磁場運動電荷的磁場現(xiàn)在是125頁\一共有148頁\編輯于星期一三.幾個重要定理2.磁場中的高斯定理3.安培環(huán)路定理1.電流連續(xù)性原理現(xiàn)在是126頁\一共有148頁\編輯于星期一1.不規(guī)則導(dǎo)體電阻的計算2.電流的功①.②.對線性和非線性電路都適用。只適用于線性電路。四.幾個典型的計算公式現(xiàn)在是127頁\一共有148頁\編輯于星期一3.載流直導(dǎo)線有限長載流直導(dǎo)線：無限長載流直導(dǎo)線：現(xiàn)在是128頁\一共有148頁\編輯于星期一4.載流圓環(huán)軸線上一點：環(huán)心處：oIBoxxRI現(xiàn)在是129頁\一共有148頁\編輯于星期一5.螺線管長直螺管內(nèi)：環(huán)形螺線管：現(xiàn)在是130頁\一共有148頁\編輯于星期一6.載流圓柱體圓柱體內(nèi)IR圓柱體外現(xiàn)在是131頁\一共有148頁\編輯于星期一習(xí)題課現(xiàn)在是132頁\一共有148頁\編輯于星期一1如圖所示，三個半徑相同的均勻?qū)w圓環(huán)兩兩正交，各交點處彼此聯(lián)接，每個圓環(huán)的電阻均為R，則A、B間的等效電阻RAB=

。由圖可見，當(dāng)在A、B之間加電壓時，由電路的對稱性可知圖中的FDEC四點等電位，所以FDEC環(huán)中應(yīng)沒有電流流過，因此該環(huán)可以取消，這樣A、B之間的電阻就是4個電阻皆為的半圓環(huán)相并聯(lián)，所以答：現(xiàn)在是133頁\一共有148頁\編輯于星期一圖示的電路中，通過調(diào)節(jié)可變電阻器的R值，能將圖中5電阻的消耗功率值降到的最低值為Pmin=

，此時R=

。電阻上流過電流為零，故Pmin=0。此電路為一橋式平衡電路，由電橋平衡時，對臂電阻乘積相等得電阻消耗功率最低，即5若要5答：0;90即所以?，F(xiàn)在是134頁\一共有148頁\編輯于星期一2試判斷能否產(chǎn)生一個磁感強度=f(r)形式的磁場（r）是場點的位置矢量，f(r）為r的函數(shù)），并說明理由

。由畢奧一薩伐爾定律可知電流Idl的磁感應(yīng)強度，因為為B的方向，決不可能在的方向上，即