21毕萨定律求磁场PPT课件
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磁场ppt21 人教版优质课件优质课件
注意的是，任何两条磁感线都不能相交。
课时训练
3.关于磁感线，下述说法正确的是( B )
A.磁感线是磁场中实际存在的曲线 B.磁体周围的磁感线都是从磁体北极出来， 回到磁体南极 C.小磁针南极在某点所受的磁场力的方向， 跟该点磁感线方相同 D.磁感线是分布在磁体外，不分布在磁体内 E.有极少数特殊的磁感线可以相交
2.磁极间的相互作用的规律是∶同名磁极
_相__互__排___斥_；异名磁极相__互___吸__引__.
3.磁化是 使物体获得磁性 的过程，而 _使__物__体__失__去_ 磁__性___的过程叫去磁.
复习回顾
4、如图9-1-1所示，用钢棒去接近磁针时，下列说法正确的
是B( )
图9-1-1 A.两者相排斥，说明钢棒可能具有磁性，也可能不具有磁性 B.两者相吸引，说明钢棒可能具有磁性，也可能不具有磁性 C.两者相排斥，说明钢棒一定不具有磁性 D.两者相吸引，说明钢棒一定具有磁性
课时训练
1.把小磁针在磁场中某一点静止时_北__极__所
指的方向，规定为这一点的磁场方向.
2.磁感线可以形象地表示磁场的_方___向_和磁 场的_强___弱__情况 ，它是人们为了形象而又 方便地表示磁场而人为引入的__曲__线__，实
际上并不存在，磁体周围的磁感线都是从
磁体的 北极出来，回到磁体的 南极 ，应
新课学习、科学探究
画磁感线时应注意的问题 : （1）磁感线只是帮助我们描述磁场，是假想 的，实际并不存在；
（2）磁感线存在于磁体周围的整个空间里； （3）任何两条磁感线都不能相交； （4）磁感线可以用虚线画，也可以用实线 画，但必须有方向。
一试身手
你能在下图的磁感线上标出它们的箭头吗？
新课学习、科学探究
课时训练
3.关于磁感线，下述说法正确的是( B )
A.磁感线是磁场中实际存在的曲线 B.磁体周围的磁感线都是从磁体北极出来， 回到磁体南极 C.小磁针南极在某点所受的磁场力的方向， 跟该点磁感线方相同 D.磁感线是分布在磁体外，不分布在磁体内 E.有极少数特殊的磁感线可以相交
2.磁极间的相互作用的规律是∶同名磁极
_相__互__排___斥_；异名磁极相__互___吸__引__.
3.磁化是 使物体获得磁性 的过程，而 _使__物__体__失__去_ 磁__性___的过程叫去磁.
复习回顾
4、如图9-1-1所示，用钢棒去接近磁针时，下列说法正确的
是B( )
图9-1-1 A.两者相排斥，说明钢棒可能具有磁性，也可能不具有磁性 B.两者相吸引，说明钢棒可能具有磁性，也可能不具有磁性 C.两者相排斥，说明钢棒一定不具有磁性 D.两者相吸引，说明钢棒一定具有磁性
课时训练
1.把小磁针在磁场中某一点静止时_北__极__所
指的方向，规定为这一点的磁场方向.
2.磁感线可以形象地表示磁场的_方___向_和磁 场的_强___弱__情况 ，它是人们为了形象而又 方便地表示磁场而人为引入的__曲__线__，实
际上并不存在，磁体周围的磁感线都是从
磁体的 北极出来，回到磁体的 南极 ，应
新课学习、科学探究
画磁感线时应注意的问题 : （1）磁感线只是帮助我们描述磁场，是假想 的，实际并不存在；
（2）磁感线存在于磁体周围的整个空间里； （3）任何两条磁感线都不能相交； （4）磁感线可以用虚线画，也可以用实线 画，但必须有方向。
一试身手
你能在下图的磁感线上标出它们的箭头吗？
新课学习、科学探究
磁场及毕萨定律
B r B I
磁场呈轴对称分布
例题2 ：
dB
0
Idl sin
4 r 2
求均匀载流圆环轴线上的磁感应强度分布。
定义：刚性平面截流线圈的磁矩
r pm
r IS
解：建立轴极坐标系ox
电流元在P点激发的磁场
大小
dB
μ
0
4
Idl r2
方向
由
r Idl
r r
决定
分析对称性、写出投影式
B dB 0
BP
r r
dB
r dB
dBP
Px
x
I
r B
讨论
B
0 IR2
2(R2 x2 )32
①将圆电流在轴线上的磁感应强度用磁矩表示
B
μ 0
IR2
2(R2
x
2
3
)
2
μ 0
I
R2
2 (R2
x2
3
)2
μ 0
IS
2 (R2
x2
3
)2
μ 0
n
IN
S
等效环形电流
电荷的运动是一切磁现象的根源。
所有磁现象可归结为
生 产
A的 磁场
运动电荷 A
+
作用于
B的 磁场
作用于
运动电荷 B
产生
15.1 磁场 磁感应强度
一、磁场
1、磁场对进入场中的运动电荷或载流导体有磁力作用。
2、载流导体在磁场中移动时，磁力将对载流导体作功。
这表明磁场具有能量。
二、磁感应强度
引言:
•静止电荷——静电场 •运动电荷——电场、磁场 •稳恒电流产生的磁场不随时间变化——稳恒磁场
§磁场毕萨定律磁场的高斯定理PPT课件
dy a csc 2 d
而 r a csc
B
2
0 4
1
Ia csc 2 sin a2 csc 2
d
dB
0 4
Idy sin
r2
dBz
B
y2 0 4 y1
Idy sin
r2
y
I 2
oa
y
Id l
1
☻端平面上，若 a << L，则称为半无限长载流直导线：
1
2
,
2
B
0I 4 a
B
0I 2 a
1 a
∞载流直导线的 分布
B
具有柱对称性。
I 2
B
1
端平面
☻端平面上，若 a << L，则称为半无限长载流直导线：
1
2
,
2
B
0I 4 a
I 2
解 建立坐标系如图。取电流元：
Idl Idy
dB
0 4
Idl eˆ r
r2
方向：
dB
0 4
Idy sin
r2
dBz
B
y2 0 4 y1
Idy sin
r2
y
I 2
oa
y
Id l
r
1
dB Px
y a ctg
r2
B
1. 建立适当的坐标系；
大学物理课件-毕-沙-拉定律
×
O
x
Bx
dBx
0 2R
I
0
sind
0 I 2R
dBy
0 2R
I
cosd
By
dBy
0 2R
I
cosd 0
0
例7 四條相互平行的載流長直導線如圖所示，電流均為I，正方形
邊長為2a，求正方形中心的 B
1
2
B4 B3
4 B1 B2 3
B 0I 0I 2 x 2 2a
Bo 0
I
I1
U Ii R
U R li
2rU
Rli
2r
B0
Bi
0li 4r 2
2rU
Rli
0U
2rR
例2 一無限長直載流導線被彎成如圖所示的形狀，通以
電流I，則 Bo
3
1
2 R
3
I
I
2
R
1
B1 B3 0
Bo
B2
0I
2R
3
2
0I
12R
Bo
0I
2R
0I 2 R
(5) x>>R
B
0 IR 2
2（x2 R2）32
則每個運動電荷產生的電流元在P點產生的磁感應強度為：
運動電荷的磁場：
B
dB dN
0 4
qv r0 r2
適用條件：
v <<C
運動電荷的磁場
B
0
4π
qv
r2
r0
大小：
B 0 4
q v sin(v , r0 ) r2
方向：垂直於
v
和
r0所確定的平面，右手螺旋
毕奥萨伐尔定律.ppt
第七章 恒定磁场
7
物理学
第五版
7-4 毕奥-萨伐尔定律
4.由叠加原理求出磁感应强度的分布；
若各电流产生的
dB 方向一致，直接用
B
若各电流产生的 dB方向不一致，按照所选取
dB
的坐标系，求出
dB
的各方向的分量，（注意是
否具有对称性）然后各方向分别进行积分。
这样做的目的是将磁感应强度的矢量积分变 为标量积分。有时在积分过程中还要选取合适的积 分变量，来统一积分变量。
B 0I
2R
B
I
❖ 载流圆弧:
圆心角
B 0I 0I 2R 2 4R
第七章 恒定磁场
B
I
17
物理学
第五版
7-4 毕奥-萨伐尔定律
(1)
R
B0
x
推
Io
广 (2)
I
R
组
o×
合 (3) I
R ×o
B0
0I
2R
B0
0I
4R
B0
0I
8R
第七章 恒定磁场
18
物理学
第五版
7-4 毕奥-萨伐尔定律
(4) I
第七章 恒定磁场
33
B 0nI
O
x
第七章 恒定磁场
30
物理学
第五版
7-4 毕奥-萨伐尔定律
四 运动电荷的磁场
dB
0
Idl
r
4π r3
Idl
qnSvdl
dB
0
4π
nSdlqv r3
r
j
S
dl
其中: I qnvS
dN nSdl
复习 毕奥萨伐尔定律的应用ppt课件
无限长载流长直导线的磁场.
B
0
4π
Ir0（cos1
cos
）
2
I
o
1 0 2 π
B 0I
2π r0
x 1
C
B
+
P
y
3
毕奥—萨伐尔定律的应用
也可表示为：
B
0I 4d
sin
2
sin
1
导线无限长时，即
I
第八章
1 2
2
2
B 0I 2 ddl Llr NhomakorabeaO
1
d
Pr 2 dB
4
毕奥—萨伐尔定律的应用 无限长载流长直导线的磁场
o
x
*p x
B 0I
4π
cosdl
l r2
dB 0
4π
Idl r2
dBx
0
4π
I cosdl
r2
B
0IR
4π r3
2π R
dl
0
B
0 IR2
（2 x2 R2）32
7
毕奥—萨伐尔定律的应用
第八章
I
R
ox
B
*x
B
0IR2
（2 x2 R2）32
讨 1）若线圈有 N 匝
论
B
N （2 x2
0 IR2
B
0nI
2
cos2
c os 1
B
1 2
0nI
14
毕奥—萨伐尔定律的应用
第八章
例 如图载流长直导线的电流为 I
形面积的磁通量.
解 先求
, 试求通过矩 B ，对变磁场
B
§磁场毕萨定律磁场的高斯定理精品PPT课件
P. 15 / 41 .
而 r a csc
B
2 0 4
1
Ia
csc 2
a2 csc
si
2
n
d
y
I 2
dB
0 4
Idy sin
r2
dBz
B
y2 0 4 y1
Idy sin
r2
oa
y
Id l
r
1
dB Px
Chapter 7. 恒定磁场 §7. 3-7.5 磁场 毕奥作-者萨：伐杨尔茂定田律 磁场的高斯定理
P. 4 / 41 .
（３）当 与上述磁场方向垂直时，受力最大
磁感应强度 B ：
大小：
B
Fmax qv
qv
F
sin
方向： F = 0 的方位，该处小磁针N极指向。
单位：特斯拉 (T)
则运动电荷受力：
F qvB sin
或
fFm
qv
B
(
洛伦兹力
)
Chapter 7. 恒定磁场 §7. 3-7.5 磁场 毕奥作-者萨：伐杨尔茂定田律 磁场的高斯定理
4. 积分：对称性? 积分上下限?
y
I 2
oa
y
Id l
r
1
dB Px
Chapter 7. 恒定磁场 §7. 3-7.5 磁场 毕奥作-者萨：伐杨尔茂定田律 磁场的高斯定理
P. 14 / 41 .
例 如图，已知载流直导线：I、θ1、θ2 、a，求 B分布。
解 建立坐标系如图。取电流元：
Idl Idy
Chapter 7. 恒定磁场 §7. 3-7.5 磁场 毕奥作-者萨：伐杨尔茂定田律 磁场的高斯定理
磁场与毕奥萨伐尔定律
解 求出：
：
r dB
=
μ0 4π
Idzerz
×
(
r0 erx r02 +
− zerz z 2 )3 /
2
r Idl
=
Idzerz
，相应的
r dB
用毕—萨定律
∫ ∫ 磁场
r B
=
r dB
=
μ0 4π
Iery
r0
∞ ∞
( r02
dz + z2
)3 / 2
=
μ0 2πr0
Iery
[例
3-2-2]半径为r0的圆形电流I，在轴线上距离为z的P1点的磁场
r H
（）之间的关系，然后拉普拉斯
从数学上导出电流
r Idl
及其场强
r dH
（或
r dB
=
r μ 0 dH
）之间的关系，因此（4）式
又称为毕奥—萨伐尔—拉普拉斯（Biot-Sarvart-Laplace）定律。毕奥—萨伐尔 的重要实验是弯折导线的实验，参见图 3.23 实验结果是
H∞ 1 tg a r2
半截导线与上半截导线重合，由这个特点就能推出下半截导线与上半截导线产生
的磁场是相等的，都是H/2。现在A点附近取一点A1（参见图 5 或附图 1），令AA1=dl，
考虑到A1 以上段的半直线电流可以成以A1 为顶点的折线电流的上半段，因它在
P0
点所产生的磁场为
r H
′′
=
r H1 2
=
k1 I 2r1
a
− da 2
)ery
=
k1 2
I[
dr r2
tg
a 2
+
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r12
dF12
1 dl1
dF 12sin1
9
r12
1 dl1
n
2
dl2
dF12
dF 12sin2
d1F2I1d1Il2d2lrs122 in1sin2
10
考虑到d方1F 向2dkF I11d 21Ikl2d I22 drlsl12 22 in (r1I1s1 2d2li1n 两2r电1流2 )元间
12 2 2元不受力所指的方向13量纲[MT2I1]
国际单位SI unit：1[T]=1tesla
1 tesla=1 newton/ampere.meter
❖ 1 tesla=104 gauss
❖ 中子星表面
108T
❖ 超导磁体附近
5Ｔ
❖ 地球表面
10-4 Ｔ
14
§２．毕萨定律
dB
dB
dB
p
0 I 4
dB
dl r r2
r Idl
r
Idl
有限长载流导线
闭合载流导线
B B Ld LdB rB 4 L o I dlL o4 IId rlrld 2 2 rˆrˆ 15
❖ 毕－萨定律的应用
❖ 例１．求载流直导线的磁场
B
L
oIdsl in 4r2
I
dl
r l rcos
q
V
moving
6
❖磁感应强度Ｂ
❖ E and B的比较 ❖ 都描述场的基本性质 ❖ 都可以有力线直观形象地描述 ❖ 都有关于各自的通量和环流定理
7
安培定律及Ｂ的定 义
❖ 电流元的概念
Idl
❖ 电流元之间的磁相互作
用规律
Ｉ１
Ｉ２
dl
B
I
8
d
F12
I1dl1I2d r122
l2
Ｉ１
Ｉ２
dl2
讨论以下两电流元之间的作用力 的作用力不
满足牛顿第 三定律，但
是两环电流 之间的作用 力满足
11
电流强度单位的定义
d1F 2kI1d1Il2d2r ls122 in 1sin2
令 k 0 4
取 I1 I2 I
0410 7N/A2 dl 1 dl 2 1m
若 dF 12107N
r12 1m
Rx2
BdB dB
0
Rx2
B 2 R
30e
25
xR
P x
R
r
θ O
y
x R 2
B dB dB
0
x R 2
2 R4
3 x 0 e
3
ωx
26
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
27
谢谢大家
ro rsin
l
l roctg
B
ro
dlrod/si2n
B L4s o Ii 2 r o n d r o 2 s /sii 2 n n 4o r I o 1 2sin d16
B L4soiIn2rodro2s/siinn24orIo
2sind
1
oI 4ro
(co1scos2)
取细圆环如图,得等效电流
d Ie2 rd 2 l eR 2 sid n
dB 2[r2
r2dI o
(xy)2]32
xR
R
r
P
θ
x Oy
dB
R4 si2nd
0e
2[R2x22Rcxo]s3/2
ωx
24
令 u R 2 x 2 3 R cx os
d B.[4x2R2(uR2x2)2]du u3/2
CHAPTER II
恒磁场 THE MAGNETIC FIELD
1
❖ 在这一章里，我们要讨论磁场的源， 磁场的性质，磁场的效应
❖ 学习提示： ❖ 学习这一章，无论是方法还是结论
都和第一章有对称的地方 ❖ 要注意区别磁场和电场
2
主要内容
❖ 磁场的概念 Ｂ的定义 ❖ 毕萨定律 用毕萨定律求磁场 ❖ 安培环路定理 用安培环路定理求磁场 ❖ 磁场的高斯定理 ❖ 磁场力 安培力 洛仑兹力 ❖ 电流的磁场 运动带电粒子的磁场
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
3
§１ 磁的基本现象和基本规律
电流的磁效应 奥斯特实验 Oersted Christian experiment
I
S
N
4
❖ 一般磁现象The magnetic force
S
NS
N
I
S
N
I I
B
I
I
5
❖ 磁场的概念The magnetic field
电场
电荷
电荷
磁场
运动电荷
运动电荷
电流 磁场 电流
EP m4 BIP0ero3R 22 4S ˆPorePo3m ql
p E
I
19
❖ 例３． 载流螺线管的磁场
dBo
2
[R2
R2Indl (xl)2]32
R2 [R2 (xl)2]32
s in3
R
l
1
p
2
xl Rctg
dl
R sin2
d
ox
dl
I
R
20
l
[R2
R2 (xl)2]32
sin3
R
Bo
2
L2
L1[R2
R2Indl (xl)2]32
1
p
2
ox R dl
I
BonI2sin d 2 1
Bo 2 n(Ico1 sco2s)
21
讨论 １．曲线
B
2.10,2
BonI
–5R
3.10,2/2
B
1 2
0nI
❖ 螺线管的磁力 线
I
0.439
x
5R
B
I
22
❖ 运动的带电粒子的磁场The field of a
讨论
B
1 0 2
B oI 2 ro
I
17
❖ 例２．求载流圆环轴线上的磁场
Bz dBcos
dB
oI 4r2
dl;
r2
ro2R2
z
dB
p
ro r
cos R
R2 ro2
RI
Bz oI4cr2os dl 18
Bz
oR2I
2(R2
ro2
3
)2
讨论
r0 0
B oI
2R
z
p
ro
R
ro
定义磁矩 电偶极矩
则 Ｉ＝１安培 12
用安培定律定义Ｂ
则
定义
dF d1B 2 kI42d0l2I1(drI1l1 2 r1d 122 l21 r1r122 )
d F 1 2I2 d l2 d BdB
0 4
I
dl r r2
一般地,电流元在磁场中受力为
B大小等于单位长度,单位电流
dFIdlB元所受最大磁场力.方向为电流
mov indgB cha4rogeIdrl2rˆ IldnV qSdl
dB
Idl r
dNnsdl
d d B N 4 on n V S q S r 2 d r ˆ d l4 loq V r2 r ˆ
这就是运动带电粒子的磁场
23
❖ 例:图为一均匀带电薄球壳,电荷密度为σe.现球壳以 角速度ω绕一直径转动,求球壳内外的磁场分布.