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1、由受力由受力定义定义稳恒电流的磁场稳恒电流的磁场( (静磁场）静磁场）高斯定律高斯定律毕毕-萨萨- 拉定拉定律律电流的磁场电流的磁场环流定律环流定律与介质相互作用与介质相互作用应用举例：应用举例：1.直线电流直线电流2.圆电流圆电流应用举例：应用举例：1.载流长直圆柱面载流长直圆柱面,体体2.均匀载流大平面均匀载流大平面3.直螺线管直螺线管,螺绕环螺绕环2021/6/161大学物理习题课磁场施磁场施力力于于1.运动电荷运动电荷 Lorentz2.载流导线载流导线 Ampere3.载流线圈载流线圈功功*：霍尔效应：霍尔效应：2021/6/162大学物理习题课1.磁感应强度的定义：磁感应强度的定义
2、：(1)大小大小: : B = = Fm /qv(2)方向方向: : 磁场的方向磁场的方向, ,即小磁针即小磁针N 极的指向极的指向2.毕奥毕奥萨伐尔定律：萨伐尔定律：3.磁场叠加原理：磁场叠加原理：或或稳恒磁场习题课稳恒磁场习题课4.磁场中的高斯定理：磁场中的高斯定理：5.安培环路定理安培环路定理2021/6/163大学物理习题课6.几种常见电流的磁场分布规律几种常见电流的磁场分布规律(1)直线电流的磁场直线电流的磁场有限长：有限长：无限长：无限长：(2)圆形电流的磁场圆形电流的磁场轴线上一点处：轴线上一点处：圆心处：圆心处：pxR0IIRIR I2021/6/164大学物理习题课载流直螺线
3、管内部的磁场载流直螺线管内部的磁场有限长：有限长：无限长：无限长：均匀载流长直圆柱体的磁场均匀载流长直圆柱体的磁场 . . . . . . . . . . . . . .II IBr0R2021/6/165大学物理习题课(6)无限大均匀载流平面的磁场无限大均匀载流平面的磁场(5)螺绕环的磁场螺绕环的磁场单位长的电流为单位长的电流为i平面两侧磁场均匀平面两侧磁场均匀,大小相等大小相等,方向相反方向相反2021/6/166大学物理习题课7.载流导线在磁场中所受的力载流导线在磁场中所受的力安培力安培力8.载流平面线圈在均匀磁场中所受的磁力矩载流平面线圈在均匀磁场中所受的磁力矩其中：其中：9.运动电荷
4、在外磁场中受力运动电荷在外磁场中受力洛仑兹力洛仑兹力电磁场电磁场对运动电荷的作用力对运动电荷的作用力10.霍尔效应：霍尔效应：2021/6/167大学物理习题课 12. .磁场强度磁场强度H的环路定理的环路定理: :在磁场中沿任一封在磁场中沿任一封闭路径磁场强度闭路径磁场强度H的环流等于该路径所包围的的环流等于该路径所包围的传导电流的代数和。即传导电流的代数和。即13.在各向同性非铁磁质中同一点处，在各向同性非铁磁质中同一点处，B与与H的的关系为关系为*11.磁力的功磁力的功若若I为常量为常量2021/6/168大学物理习题课三三.基本概念与基本原理讨论题基本概念与基本原理讨论题1.磁力磁力的
5、方向与的方向与磁场方向磁场方向垂直垂直2.(1)二电流元相互平行二电流元相互平行(2)二电流元相互平行且二电流元相互平行且垂直于他们中点的连垂直于他们中点的连线线5.(1)匀减速直线匀减速直线(2)间距越来越大间距越来越大的螺旋线的螺旋线(3)间距先变小后反向变大间距先变小后反向变大的螺旋线的螺旋线删删6，7，8题题2021/6/169大学物理习题课3.在真空中在真空中无电流区域无电流区域内，设有如图所示的三内，设有如图所示的三种磁场，试根据稳恒电流产生磁场的种磁场，试根据稳恒电流产生磁场的基本定理基本定理判断它们是否存在？判断它们是否存在？做如图所示的回路，考虑是否违背做如图所示的回路，考虑
6、是否违背安培环路安培环路定理定理。不存在不存在不存在不存在存在存在2021/6/1610大学物理习题课4.ab为为稳恒稳恒电流电流I的一直线段，现以的一直线段，现以O为圆心，为圆心， OP为半径，在垂直于电流的平面内做一圆形回为半径，在垂直于电流的平面内做一圆形回路路L，试计算磁感应强度沿，试计算磁感应强度沿L回路的积分。回路的积分。LIabOP为什么这一结果与安培环路定理的为什么这一结果与安培环路定理的结论结论不一致？不一致？若若ab穿过回路穿过回路L的平面的平面，结果如何？，结果如何？2021/6/1611大学物理习题课9.有人根据磁场强度有人根据磁场强度H的安培环路定理的安培环路定理认为
7、认为H仅与传导电流有关，你是否同意？仅与传导电流有关，你是否同意？ 试说明理由。试说明理由。答：否。答：否。H由空间所有电流由空间所有电流(传导电流传导电流和和磁化面电流磁化面电流)共共同产生同产生.Ref:教材教材240页页2021/6/1612大学物理习题课OHB10.图中实线是三种磁介质的图中实线是三种磁介质的B-H曲线。其曲线。其中虚线是中虚线是 B= 0H曲线。指出三条线各是什曲线。指出三条线各是什么磁介质。么磁介质。分类分类：顺顺磁质磁质抗抗磁质磁质B与与B0无简单关系无简单关系铁磁质铁磁质铁铁抗抗顺顺2021/6/1613大学物理习题课四四. .基本能力训练题基本能力训练题（一）
8、填空题（一）填空题1.圆周轨道半径圆周轨道半径:运动一周的时间运动一周的时间: :q+R2021/6/1614大学物理习题课e-2.求求 3.A B CA受力受力F1Ba2a2021/6/1615大学物理习题课方向向上方向向上 4.如图所示形状的导线，通有电流如图所示形状的导线，通有电流 I，放在，放在一与均匀磁场一与均匀磁场B垂直的平面上，则此导线受垂直的平面上，则此导线受到的磁场力的大小和方向分别为：到的磁场力的大小和方向分别为：2021/6/1616大学物理习题课IBR1R25. PmM 2021/6/1617大学物理习题课 6.两根长直导线通有电流两根长直导线通有电流 I，如图所示有三
9、个，如图所示有三个环路环路L1,L2,L3,试问环流试问环流L1L2L3 II(1)(2)0(3)(4)7*.运动电荷的磁场。运动电荷的磁场。2021/6/1618大学物理习题课8. （补充）氢原子中，电子绕原子核沿半径（补充）氢原子中，电子绕原子核沿半径为为r的圆周运动，它等效于一个圆形电流的圆周运动，它等效于一个圆形电流(设电子质量为设电子质量为me，电子电荷的绝对值为，电子电荷的绝对值为e) . 其其等效圆电流等效圆电流的磁矩大小的磁矩大小pm与电子轨道运动与电子轨道运动的角动量大小的角动量大小L之比之比_. 如果外加一个磁感应强度为如果外加一个磁感应强度为B的磁场，其磁的磁场，其磁感应
10、线与轨道平面平行，那么这个圆电流所感应线与轨道平面平行，那么这个圆电流所受的受的磁力矩磁力矩的大小的大小M =2021/6/1619大学物理习题课解：圆电流：解：圆电流：e磁力矩：磁力矩：Pm圆运动的圆运动的向心力向心力为为库仑力：库仑力：2021/6/1620大学物理习题课9.(补充补充)将一个磁矩为将一个磁矩为 的闭合回路移出均的闭合回路移出均匀磁场匀磁场 的范围之外的范围之外, ,外力必须做功外力必须做功_?_?II2021/6/1621大学物理习题课两根长直导线通有电流两根长直导线通有电流I，对环路，对环路L有有 说明：说明：A. 回路上各点的磁场为回路上各点的磁场为0 2.B. 回路
11、上各点的磁场一定不为回路上各点的磁场一定不为03.C. 4.D.L#1a0601010a2021/6/1622大学物理习题课 2021/6/1623大学物理习题课BD2021/6/1624大学物理习题课 M 2021/6/1625大学物理习题课DD2021/6/1626大学物理习题课一永磁体磁力线如图所示，一通电导线垂直纸面穿一永磁体磁力线如图所示，一通电导线垂直纸面穿过过P点，电流由里向外，问该导体所受磁力方向：点，电流由里向外，问该导体所受磁力方向：A. B. C. D. E. 所受磁力为零所受磁力为零F. 以上都不对以上都不对INSP#1a0602016a2021/6/1627大学物理习
12、题课 aBIoabcA.B.C.D. 无法计算无法计算E. 以上都不对以上都不对如图所示，在真空中有一半径为如图所示，在真空中有一半径为a的的3/4圆弧形的导圆弧形的导线，其中通以稳定电流线，其中通以稳定电流I，导线置于均匀外磁场中，导线置于均匀外磁场中，且与导线所在平面垂直且与导线所在平面垂直.则该载流导线所受的磁力大则该载流导线所受的磁力大小为：小为：#1a0602017b2021/6/1628大学物理习题课如图所示，矩形载流线框受载流长直导线磁场的作如图所示，矩形载流线框受载流长直导线磁场的作用，将用，将A. 向左运动向左运动B. 向右运动向右运动C. 向上运动向上运动D. 向下运动向下
13、运动I1I2#1a0602018a2021/6/1629大学物理习题课如图所示，一无限长薄金属板，宽为如图所示，一无限长薄金属板，宽为a，均匀通有电流，均匀通有电流I1。其旁有一矩形线圈，通有电流其旁有一矩形线圈，通有电流I2。线圈与金属板在同一。线圈与金属板在同一平面内，且矩形线圈平面内，且矩形线圈MN和和PQ边平行于金属板，试比较边平行于金属板，试比较电流电流I1所产生的磁场对矩形线圈四个边的作用力的大小：所产生的磁场对矩形线圈四个边的作用力的大小：a b c N Q M PA. ，B. ，C. ，D. ，E. ，#1a0602019a2021/6/1630大学物理习题课锗常用于制作霍尔元
14、件。如图，在一块锗板两端施锗常用于制作霍尔元件。如图，在一块锗板两端施加电压，锗板内电子的运动形成电流，然后将锗板加电压，锗板内电子的运动形成电流，然后将锗板置于一磁场内，磁场方向由你确定，问：若想使锗置于一磁场内，磁场方向由你确定，问：若想使锗板面向你的一面带正电，背对你的一面带负电，你板面向你的一面带正电，背对你的一面带负电，你该如何确定磁场方向？该如何确定磁场方向？A. 由纸面向里由纸面向里B. 由纸面向外由纸面向外C. 在纸面上又左向右在纸面上又左向右D. 在纸面上由右向左在纸面上由右向左E. 在纸面上由下向上在纸面上由下向上F. 在纸面上由上向下在纸面上由上向下#1a0601015a
15、2021/6/1631大学物理习题课如图所示，如图所示， 如图所示，一块长方形半导体样品的厚如图所示，一块长方形半导体样品的厚度、宽度和长度分别为度、宽度和长度分别为 a，b，c，沿沿x轴的正向流有轴的正向流有电流电流 I，在，在 z 轴方向加有均匀磁场轴方向加有均匀磁场B。这时实验半导。这时实验半导体片两侧的电势体片两侧的电势差差 UAA 0，这半导体是，这半导体是A. 正电荷导电（正电荷导电（P型）型）B. 负电荷导电（负电荷导电（N型）型）C. 以上都不对以上都不对 IAczyba Bx#1a0601015b2021/6/1632大学物理习题课考虑电流的产生：考虑电流的产生：iABE仅有
16、仅有静电力静电力，不能形成，不能形成稳恒电流稳恒电流还需还需非静电力非静电力.1.电源的电源的工作原理工作原理10-2-2 电源的电动势电源的电动势提供提供非静电力非静电力的装置称的装置称为为电源电源. R+-L-AB电源电源内电路内电路外电路外电路 +ES电源的电源的工作过程工作过程2021/6/1633大学物理习题课电源电源 内内方向方向AB+-+FF电荷电荷受受静电力静电力Fe和和非静电力非静电力Fi的共同作用。的共同作用。+QA QBFeFi开始开始：正电荷在：正电荷在Fi作用下向作用下向A运动，运动，静电力上升。静电力上升。最终：最终： Fi =Fe， 维持一定维持一定 的的UAB=
17、U （开路电压）（开路电压）内电路内电路：接外电路接外电路：外部：外部：电荷向电荷向B运动运动,静电力下降。静电力下降。内部：内部：Fi Fe，电荷向，电荷向A 运动。运动。可见可见：电源内：电源内：非静电力非静电力作用作用 B A 低低 高高电源外：电源外：静电力静电力作用：作用： A B2021/6/1634大学物理习题课 电源内电源内把把单位正电荷单位正电荷从从负极负极移向移向正极正极过程中，过程中，非静电力非静电力所做的功所做的功设设非静电力非静电力场强场强 若若整个回路整个回路都有非静电场：都有非静电场：电动势的电动势的方向方向： 规定：规定：正正2.电动势电动势:单位单位：伏：伏V动画动画2021/6/1635大学物理习题课 结束语结束语若有不当之处，请指正，谢谢！若有不当之处，请指正，谢谢！
