2020年高中物理竞赛-电磁学篇C—15磁场的源：毕奥-萨伐尔定律(共24张PPT)

2020高中物理竞赛 电磁学篇C 一.电流的磁场 毕奥-萨伐尔定律 ----真空磁导率 §15-1 毕奥-萨伐尔定律 电流元在P点的磁感应强度 ----毕奥-萨伐尔定律 对任意载流导线 说明： 恒定电流是闭合的，不可能直接从实验中得出毕-萨定律 闭合回路各电流元磁场叠加结果与实验相符，间接证明了毕-萨定律的正确性 §15-1 [例1]有一长为L的载流直导线，通有电流为I，求与导线相距为a的P点处的磁感应强度 解：任取一电流元，它在P点的磁感应强度 方向垂直于纸面向内 每个电流元在P点的磁场方向相同 讨论： 角θ1、 θ2分别是直导线两端的电流元和它们到P点的径矢的夹角 对无限长载流直导线有 [例2]半径为R的圆形载流导线通有电流I，试求其轴线上P点的磁感应强度 解：取轴线为x轴 方向如图 由对称性可知，磁场沿轴线方向 任取一电流元 方向沿x轴正方向 ----满足右手螺旋关系 讨论： 圆心处，x =0 载流圆导线的磁矩 [例3]试求一载流直螺线管轴线上任一点P的磁感应强度。设螺线管的半径为R，单位长度上绕有n匝线圈，通有电流I 解：距P点l处任取一小段dl 小段上匝数 方向沿轴线向右 讨论： 螺线管为“无限长”： ----密绕长直螺线管轴线上的磁感应强度各点都相等，与位置无关 一.运动电荷产生的磁场 因电流元内粒子数 §15-2运动电荷的磁场 取电流元 ，它在空间某点产生的磁感应强度为 方向与电荷速度 方向相同 §15-2 每个以速度 运动、电量为q的电荷所产生的磁感应强度为 例4按玻尔模型，在基态的氢原子中，电子绕原子核做半径为0.53×10-10m的圆周运动，速度为2.2×106m/s。求此运动的电子在核处产生的磁感应强度的大小。 解根据运动电荷产生磁感应强度的公式 r v e B 一.磁场的高斯定理 磁通量：通过磁场中某一曲面的磁力线数 §15-3 安培环路定理 单位：韦伯(Wb) 磁力线闭合，对闭合曲面S ----磁场的高斯定理 磁场是无源场 二. 安培环路定律 以长直电流为例： 问题： 以闭合磁力线为闭合积分回路L ----与半径无关系 以围绕 I且在与导线垂直平面内的任意闭合回路为积分路径L 推论: 对以 I为中心的不同半径圆形回路的环流都