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1、1毕奥毕奥毕奥毕奥萨伐尔定律萨伐尔定律萨伐尔定律萨伐尔定律直线电流的磁场直线电流的磁场圆电流轴线上的磁场圆电流轴线上的磁场载流螺线管轴线上的磁场载流螺线管轴线上的磁场复习上次课主要内容复习上次课主要内容稳恒磁场的高斯定理稳恒磁场的高斯定理稳恒磁场的高斯定理稳恒磁场的高斯定理安培环路定理安培环路定理安培环路定理安培环路定理2穿穿过过任任意意闭闭合合曲曲面面S的的总总磁通为零磁通为零一、稳恒磁场的高斯定理一、稳恒磁场的高斯定理 由由磁磁感感应应线线的的闭闭合合性性可可知知，对对任任意意闭闭合合曲曲面面，穿穿入入的的磁磁感感应应线线条条数数与与穿穿出出的的磁磁感感应应线线条条数数相相同同，因此，通过
2、任何闭合曲面的磁通量为零。因此，通过任何闭合曲面的磁通量为零。8-4 8-4 稳恒磁场的高斯定理与稳恒磁场的高斯定理与安培环路定理安培环路定理无源场无源场3 沿沿任意任意闭合路闭合路径一周的线积分径一周的线积分穿过穿过闭合路径所闭合路径所包围面积包围面积的恒定的恒定电流代数和电流代数和二、安培环路定理二、安培环路定理二、安培环路定理二、安培环路定理IlI12I34r证明证明1)1)环路为环路为垂直于直导线垂直于直导线的的圆形圆形闭合曲线闭合曲线1.1.无限长载流无限长载流直导线直导线的磁场的磁场2)2)环路为环路为垂直于直导线垂直于直导线的的任意任意闭合曲线闭合曲线若环路与电流成若环路与电流成
3、右右手螺旋关系，手螺旋关系，积分积分00，即，即I0I0若环路与电流成若环路与电流成左左手螺旋关系，手螺旋关系，积分积分00，即，即I0I00，即，即I0I0若环路与电流成若环路与电流成左左手螺旋关系，手螺旋关系，积分积分00，即，即I0I06磁感应强度沿磁感应强度沿任意任意闭合路径一周的线积分闭合路径一周的线积分等于等于穿过穿过闭合路径所包围面积闭合路径所包围面积的恒定的恒定电流代数和电流代数和的的 0 0倍倍说明说明1 1、它只适用于稳恒电流、它只适用于稳恒电流2 2、I Iintint 有正、负有正、负, ,与与L L成右手螺旋关系为正成右手螺旋关系为正, ,反之为负反之为负3 3、B
4、B 是全空间电流的贡献是全空间电流的贡献, , 安培环路定理安培环路定理7 解：解：发生变化。发生变化。不发生变化不发生变化如图环路如图环路L包围直电流包围直电流I1，在，在L上有一点上有一点P，如另一直电流，如另一直电流I2在在L外移近外移近I1的过程中，的过程中，是否发生变化？是否发生变化？是否发生变化？是否发生变化？I1I2L8一般步骤一般步骤:1.对称性分析对称性分析2.做对称性环路做对称性环路3.用环路定理解题用环路定理解题三、环路定理的应用三、环路定理的应用9解解: 1）对称性分析）对称性分析2）.做对称性环路做对称性环路知内部场沿轴向知内部场沿轴向,如图如图方向与电流成右手螺旋关
5、系方向与电流成右手螺旋关系. . . . . .+Babcd3)由安培环路定理：由安培环路定理：无限长载流螺线管内部磁场为均匀场无限长载流螺线管内部磁场为均匀场结论结论:1. 求无限长直通电螺线管内部磁场求无限长直通电螺线管内部磁场102、环形螺线管内部磁场、环形螺线管内部磁场R1R2.+.II.BrR1R20R1R2.+.B.rR1R2.+.B113、均匀通电直长圆柱体的磁场、均匀通电直长圆柱体的磁场12对于恒定磁场，下列说法中正确的是：对于恒定磁场，下列说法中正确的是： （3 3）安培环路定理）安培环路定理说说明明， 仅仅与与回回路路所所围围电电流流有有关关;(2) (2) 安安培培环环路
6、路定定理理可可以以用用来来确确定定圆圆电流电流 的磁场；的磁场；(1) (1) 安培环路定理具有普适性，它对安培环路定理具有普适性，它对具有具有 对称性的磁场求解对称性的磁场求解 值较方便；值较方便；（4 4）以上说法都不对。）以上说法都不对。13运动电荷运动电荷磁场磁场产生产生运动电荷运动电荷 力力8-3 8-3 毕奥毕奥萨伐尔定律萨伐尔定律8-5 8-5 带电粒子在电场和带电粒子在电场和磁场中的运动磁场中的运动大小：大小： 方向：方向： 的方向的方向 8-5 8-5 带电粒子在电场和磁场中的运动带电粒子在电场和磁场中的运动一、洛伦兹力一、洛伦兹力磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力
7、（右手螺旋定则）（右手螺旋定则）洛伦兹力不作功洛伦兹力不作功14匀速直线运动匀速直线运动匀速圆周运动匀速圆周运动1.1.带电粒子在均匀磁场中的运动带电粒子在均匀磁场中的运动15运动轨迹是一条运动轨迹是一条螺旋线螺旋线螺距：螺距：周期：周期：1617例例.在一个电视显像管里，电子在水平面内从南向北在一个电视显像管里，电子在水平面内从南向北运动，动能是运动，动能是1.2104eV.该处地球的磁场在竖直方向该处地球的磁场在竖直方向分量向下分量向下, 大小是大小是5.510-5T, 问问: (1)一般显像管电子束电流是一般显像管电子束电流是200A, 每秒钟有多少每秒钟有多少电子撞击荧光电子撞击荧光
8、屏屏? (2)电子向哪个方向偏转电子向哪个方向偏转? (3)电子加速度电子加速度? (4)电视显像管里，电子在水平面内从电视显像管里，电子在水平面内从南向北飞行南向北飞行20cm时时, 偏转有多大偏转有多大?解解:(1)(2) 向东偏转向东偏转18例例.在一个电视显像管里，电子在水平面内从南向北在一个电视显像管里，电子在水平面内从南向北运动，动能是运动，动能是1.2104eV.该处地球的磁场在竖直方向该处地球的磁场在竖直方向分量向下分量向下, 大小是大小是5.510-5T, 问问: (1)一般显像管电子束电流是一般显像管电子束电流是200A, 每秒钟有多少每秒钟有多少电子撞击荧光电子撞击荧光
9、屏屏? (2)电子向哪个方向偏转电子向哪个方向偏转? (3)电子加速度电子加速度? (4)电视显像管里，电子在水平面内从电视显像管里，电子在水平面内从南向北飞行南向北飞行20cm时时, 偏转有多大偏转有多大?(3)忽略相对论效应忽略相对论效应.向心加速度向心加速度解解:19例例.在一个电视显像管里，电子在水平面内从南向北在一个电视显像管里，电子在水平面内从南向北运动，动能是运动，动能是1.2104eV.该处地球的磁场在竖直方向该处地球的磁场在竖直方向分量向下分量向下, 大小是大小是5.510-5T, 问问: (1)一般显像管电子束电流是一般显像管电子束电流是200A, 每秒钟有多少每秒钟有多少
10、电子撞击荧光电子撞击荧光 屏屏? (2)电子向哪个方向偏转电子向哪个方向偏转? (3)电子加速度电子加速度? (4)电视显像管里，电子在水平面内从电视显像管里，电子在水平面内从南向北飞行南向北飞行20cm时时, 偏转有多大偏转有多大?解解:(4)RxyR磁约束2.2.带电粒子在非均匀磁场中运动带电粒子在非均匀磁场中运动2021质谱仪原理二、带电粒子在电磁场中的运动和应用二、带电粒子在电磁场中的运动和应用21222223例例. 电量为电量为（A）只要速度大小相同，所受的洛伦兹力就一定）只要速度大小相同，所受的洛伦兹力就一定相同；相同；（B）速度相同，带电量符号相反的两个粒子，它）速度相同，带电量符号相反的两个粒子，它们受磁场力的方向相反，大小相等；们受磁场力的方向相反，大小相等；（C）质量为）质量为m,电量为电量为q的粒子受洛伦兹力作用，其的粒子受洛伦兹力作用，其动能和动量都不变；动能和动量都不变；（D）洛伦兹力总与速度方向垂直，所以带电粒子的）洛伦兹力总与速度方向垂直，所以带电粒子的运动轨迹必定是圆。运动轨迹必定是圆。的粒子在均匀磁场中运动，的粒子在均匀磁场中运动，下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）24作作 业业 8-23， 8-26， 8-29， 8-34
