大学物理 安培环路定理ppt课件.ppt

上次课内容回顾B-S定律直导线电流的磁场圆环电流轴线上的磁场螺线管中轴线附近的磁场,1,9-3 磁通量 磁场的高斯定理,一、磁感线,仿照电场线引入磁感应线（磁力线）来形象地描绘磁场的分布。,磁力线的特点：1、无头无尾的闭合曲线； 2、 任何两条磁力线不相交； 3、 磁力线与电流套链。,磁感应线：一些有向曲线，线上任一点的切向代表该点的磁感应强度 的方向，而通过垂直于磁感强度方向的单位面积上的磁感线数等于该点 的大小。,2,二、磁通量穿过磁场中任一曲面的磁感线的条数,3,物理意义：通过任意闭合曲面的磁通量必等于零（磁场是无源的，是涡旋场）。,磁场高斯定理,三、磁场的高斯定理,4,9-4 安培环路定理,一、磁场的安培环路定理,静电场:,静电场是保守场,磁 场:,以无限长载流直导线为例,5,磁场的环流与环路中所包围的电流有关 。,闭合回路形状任意时：,6, 若环路中不包围电流，情况如何？, 若环路方向反向，情况如何？,对一对线元来说,环路不包围电流，则磁场环流为零 。,7, 推广到一般情况, 在环路 L 中, 在环路 L 外,则磁场环流为：, 安培环路定理,环路上各点的磁场为所有电流的贡献,8,安培环路定理,恒定电流的磁场中，磁感应强度沿一闭合路径 L 的线积分等于路径 L 包围的电流强度的代数和的 倍。,9,I0,I0,I2,L1,I,L3,L2,10,（1） 是否与回路 外电流有关？,（2）若 ，是否回路 上各处 ？是否回路 内无电流穿过？,讨论：,11,环路上的磁感应强度由环路内外电流产生,环路所包围的电流,由环路内电流决定,12,磁场没有保守性，它是非保守场，或无势场,电场有保守性，它是保守场，或有势场,电力线起于正电荷、止于负电荷。静电场是有源场,磁力线闭合、无自由磁荷磁场是无源场,13,安培环路定理的意义,当磁场分布具有某种对称性时，可以用安培环路定理求磁感强度。,用安培定律求解磁感应强度的步骤：,1）根据电流分布确定磁场分布的对称性。,2）选取合适的闭合路径，此路径经过场点，并使积分 为可积的。,3）选择积分路径的取向，根据取向确定穿过回路内 电流的正负。,磁场是有旋场, 电流是磁场涡旋的轴心,14,二、安培环路定理的应用,当场源分布具有高度对称性时，利用安培环路定理计算磁感应强度。,1. 无限长载流圆柱体,电流沿轴向，在截面上均匀分布,分析对称性,已知：I、R,15,o,P,r,的方向判断如下：,对称性分析结论：磁场沿回路切线，各点大小相等,作积分环路并计算环流,如图,利用安培环路定理求,17,作积分环路并计算环流,如图,利用安培环路定理求,18,结论,无限长载流圆柱导线,已知：I、R,19,讨论,20,练习,同轴的两筒状导线通有等值反向的电流 ,21,电场、磁场中典型结论的比较,2. 长直载流螺线管,已知：I、n,分析对称性,管内磁力线平行于管轴,管外磁场为零,作积分回路如图,方向,计算环流,利用安培环路定理求,一段直线电流(所在点离直线电流(或延长线)r，和起、终点连线与电流夹角,磁感强度基本公式小结,圆形电流轴线上（半径R，点到圆心距离x）,圆弧形电流圆心处（半径R，弧形电流所张圆心角）,直螺线管轴线上（单位长度匝数n，点与起、终端管壁连线与轴夹角1、2）,“无限长”直线电流,“无限长”均匀载流圆柱面（半径R）,“无限长”均匀载流圆柱体（半径R）,“无限长”直螺线管,环形螺线管,