大学物理84稳恒磁场的高斯定理与安培环路定理ppt课件.ppt

。,一、稳恒磁场的高斯定理,由磁感应线的闭合性可知，对任意闭合曲面，穿入的磁感应线条数与穿出的磁感应线条数相同，因此，通过任何闭合曲面的磁通量为零。,高斯定理的积分形式,8-4 稳恒磁场的高斯定理与安培环路定理,表明穿过任意闭合曲面S的总磁通必然为零，说明磁场是无源场。,静电场是有源场,恒定磁场是无源场,原因：自然界无磁单极？,恒定磁场的高斯定理,静电场的高斯定理,线：无头无尾闭合线,线：出自正电荷，收于负电荷,二、安培环路定理,的环流：,特例：无限长直载流导线的磁场,1. 电流穿过环路,在垂直于导线的平面内任作一环路：,如果环路不在垂直于导线的平面内：,如果沿同一路径但改变绕行方向积分：,表明：磁感应强度矢量的环流与闭合曲线的形状无关，它只和闭合曲线内所包围的电流有关。,结果为零！,表明：闭合曲线不包围电流时，磁感应强度矢量的环流为零。,环路不包围电流,3. 多根载流导线穿过环路,在真空中的恒定磁场内，磁感应强度B矢量沿任何闭合曲线L的环流等于穿过闭合曲线回路所有传导电流的代数和的0倍。,2. 式中的电流是指闭合曲线所包围并穿过的电流，不包括闭合曲线以外的电流，且电流必须是闭合载流导线的电流。,讨论,1. 静电场的环路定理说明静电场是无旋场；恒定磁场的环路定理反映恒定磁场是有旋场。,安培环路定理：,4. 电流的符号规定：,当电流方向与积分路径的绕行方向构成右手螺旋关系时电流为正,反之为负。,如右图所示：,3. 式中的磁感应强度B是闭合曲线内外所有电流产生的磁感应强度。,在静电场中，由于自然界有单独存在的正、负电荷，因此通过一闭合曲面的电通量可以不为零，这反映了静电场是有源场。而在磁场中，磁力线的连续性表明，像正、负电荷那样的磁单极是不存在的，磁场是无源场。 1913年英国物理学家狄拉克曾从理论上预言磁单极子的存在，但至今未被观察到。,激发静电场的场源（电荷）是电场线的源头或尾闾，所以静电场是属于发散式的场，可称作有源场；而磁场的磁感线无头无尾，恒是闭合的，所以磁场可称作无源场。,5. 同一电流与闭合回路N次链套时：,(1)分析磁场的对称性；,(2)过场点选择适当的路径，使得 沿此环路的积 分易于计算： 的量值恒定， 与 的夹角处处相等；,(3)求出环路积分；,三、安培环路定理的应用,(4)用右手螺旋定则确定所选定的回路包围电流的正负，最后由磁场的安培环路定理求出磁感应强度 的大小。,应用安培环路定理的解题步骤：,1. 无限长载流圆柱形导体的磁场分布,（1）圆柱外的磁场：,分析：电流呈轴对称分布，磁场对圆柱形轴线具有对称性。,（2）圆柱内的磁场：,思考：若电流I 沿圆柱的表面流动，圆柱内外的磁场分布又如何？,2. 长直螺线管内的磁感应强度( I、n ),分析：由电流分布的对称性，管内磁场平行于轴线方向，且管内外与轴等距离处B相等；螺线管密绕，管外磁场近似为零。,选择闭合回路,长直螺线管内为匀强磁场，方向平行于轴线，且与电流绕向构成右手螺旋关系。,3. 载流螺绕环内的磁场,设环上线圈的总匝数为N，电流为I。,环外： B=0,方向,选择进入下一节 8-0 教学基本要求 8-1 恒定电流 8-2 磁感应强度 8-3 毕奥-萨伐尔定律 8-4 稳恒磁场的高斯定理与安培环路定理 8-5 带电粒子在电场和磁场中的运动 8-6 磁场对载流导线的作用 8-7 磁场中的磁介质 8-8 有磁介质时的安培环路定理 磁场强度*8-9 铁磁质,