學(xué)習(xí)要求⒈掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度的的概念，能熟練應(yīng)用畢奧--薩伐爾定律和磁場(chǎng)疊加原理計(jì)算某些簡(jiǎn)單載流導(dǎo)體產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度。2.理解磁場(chǎng)的高斯定理和安培環(huán)路定理，熟練掌握安培環(huán)路定理計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度的條件和方法。3.了解磁通量的概念，會(huì)計(jì)算磁場(chǎng)中通過(guò)簡(jiǎn)單幾何形狀曲面的磁通量。第七講真空中的穩(wěn)恒磁場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)電流的作用5.掌握電流元受磁場(chǎng)力的安培力公式，能熟練計(jì)算簡(jiǎn)單幾何形狀的載流導(dǎo)線(xiàn)在外磁場(chǎng)中受的磁力和載流平面線(xiàn)圈在外磁場(chǎng)中受到的力矩，會(huì)判斷磁力和力矩的方向。6.會(huì)計(jì)算載流線(xiàn)圈或旋轉(zhuǎn)帶電體的磁矩及其在均勻磁場(chǎng)中所受的力矩（大小、方向）；

7.了解順磁質(zhì)、抗磁質(zhì)磁化的微觀機(jī)制，8.熟練掌握有介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度的條件和方法。4.理解洛侖茲力公式，能熟練應(yīng)用公式計(jì)算運(yùn)動(dòng)電荷在電磁場(chǎng)中的受力和運(yùn)動(dòng)。1.磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義：(1)大小:B=Fm/qv(2)方向:磁場(chǎng)的方向,即小磁針N極的指向2.畢奧—薩伐爾定律：3.磁場(chǎng)疊加原理：或基本概念和規(guī)律4.磁場(chǎng)中的高斯定理：5.安培環(huán)路定理6.幾種常見(jiàn)電流的磁場(chǎng)分布規(guī)律(1)直線(xiàn)電流的磁場(chǎng)有限長(zhǎng)：無(wú)限長(zhǎng)：注意:有二種表達(dá)方式(2)圓形電流的磁場(chǎng)軸線(xiàn)上一點(diǎn)處：圓心處：⑶載流直螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)有限長(zhǎng)：無(wú)限長(zhǎng)：⑷均勻載流長(zhǎng)直圓柱體的磁場(chǎng)(5)無(wú)限大均勻載流平面的磁場(chǎng)⑹運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的磁場(chǎng)7.載流導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中所受的力——安培定律8.載流平面線(xiàn)圈在均勻磁場(chǎng)中所受的磁力矩其中：面電流密度9.運(yùn)動(dòng)電荷在外磁場(chǎng)中所受的磁力——洛侖茲力電磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力10.霍爾效應(yīng)：11.磁力的功若I為常量12.磁場(chǎng)強(qiáng)度H的環(huán)路定理:在磁場(chǎng)中沿任一封閉路徑磁場(chǎng)強(qiáng)度H的環(huán)流等于該路徑所包圍的傳導(dǎo)電流的代數(shù)和。即13.在各向同性非鐵磁質(zhì)中同一點(diǎn)處，B與H的關(guān)系為課堂討論題1.在真空中無(wú)電流區(qū)域內(nèi)，設(shè)有如圖所示的三種磁場(chǎng)，試根據(jù)穩(wěn)恒電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的基本定理判斷它們是否存在？利用高斯定理和安培環(huán)路定理證明不存在不存在存在2.ab為閉合電流I的一直線(xiàn)段,現(xiàn)以O(shè)為圓心,OP為半徑，在垂直于電流的平面內(nèi)做一圓形回路L,試計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度沿L回路的積分,為什么這一結(jié)果與安培環(huán)路定理的結(jié)論答:不一致？若ab穿過(guò)回路L的平面,結(jié)果如何？從中可以得到什么結(jié)論？LIaboP有限長(zhǎng)電流的磁場(chǎng)的環(huán)路積分不符合安培環(huán)路定理,說(shuō)明安培環(huán)路定理的適用條件是穩(wěn)恒的閉合電流的磁場(chǎng)。課堂計(jì)算題1.如圖所示，計(jì)算o點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度A'BCAC'OXYZBCDAA'C'OIXYZOABIICB'1.解（a)由對(duì)稱(chēng)性知，三角形電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在O點(diǎn)相互抵消，則A'BCAC'Ob計(jì)算o點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度XYZBCDAA'C'OI（b)ABC半圓弧電流:ADC半圓弧電流:CC半無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)電流I/2I/2(c)XYZOABIICB'解:用補(bǔ)償法大圓柱電流在P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可以有下式求出（安培環(huán)路定理）小圓柱電流在P點(diǎn)2.一長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)具有半徑為R的圓截面,在導(dǎo)體內(nèi)有一半徑為a的圓柱形孔,它的軸平行于導(dǎo)體軸，并與之相距為OO‘=b,設(shè)P點(diǎn)為圓柱孔中任意點(diǎn)。當(dāng)這導(dǎo)線(xiàn)通有電流I0時(shí),求P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。OO'RI0⊙P寫(xiě)成矢量式:P點(diǎn)的總磁感應(yīng)強(qiáng)度為Idl解：方向?yàn)檠豿軸正向注意每項(xiàng)的物理意義！3半徑為R的圓形回路載有電流I，另一長(zhǎng)直導(dǎo)AD中通有電流I‘，設(shè)AD通過(guò)圓心且與圓形回路共面。求長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)對(duì)圓形回路的磁力。由對(duì)稱(chēng)性：圓環(huán)上所有電流元所受力之矢量和方向故圓環(huán)所受總的磁力為xxII'AD4密繞的螺繞環(huán)內(nèi)充滿(mǎn)均勻介質(zhì)，螺繞環(huán)如圖,已知I、N、R1

、R2.求螺繞環(huán)內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度.根據(jù)均勻介質(zhì)中B=μH,所以:R1R2r解:分析磁場(chǎng)的分布特點(diǎn),取同心圓形回路L,半徑

R1<r<R2

此結(jié)果適用于真空,只要取μr=1,即μ=μ0即可,這時(shí)B=B0.長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)對(duì)扇形中弧形邊的作用力為零。R2解：OO'R1I2I1長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)椤裷5.扇形線(xiàn)圈abcd可繞固定軸OO’自由轉(zhuǎn)動(dòng).在圓心處垂直

于扇形平面放置一長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)，通有電流I1=2A，扇形

線(xiàn)圈通有電流I2=1A，R1=0.1m,R2=0.2m.求(1)長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)對(duì)扇形各邊的磁力；(2)扇形線(xiàn)圈受到的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)的磁力對(duì)OO′軸產(chǎn)生的力矩.ab邊上電流元所受的磁力為：abcdOO'I2I1abcd則整個(gè)線(xiàn)圈所受的磁力矩：方向:ab邊為垂直紙面向外，cd邊為向里。I2r'對(duì)ab和cd兩邊作用力的大小相等。（2）ab邊上電流元所受磁力對(duì)oo’軸的力矩為x-aayPz解：將此無(wú)限長(zhǎng)載流薄版看作由無(wú)數(shù)條無(wú)限長(zhǎng)平行載流導(dǎo)線(xiàn)所組成。其在P點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為1.電流均勻流過(guò)寬為2a的無(wú)限長(zhǎng)導(dǎo)體薄板,其電流強(qiáng)度為I。通過(guò)板的中線(xiàn)并與板面垂直的平面上一點(diǎn)P的磁感應(yīng)強(qiáng)度。課后練習(xí)題坐標(biāo)為y處，寬為dy的載流直線(xiàn)中的電流強(qiáng)度為x-aaPydI⊙x-aayPz為看清dB的方向，畫(huà)出俯視圖：由對(duì)稱(chēng)性：rα若是一無(wú)限大載流平面，面電流密度為i,則平面兩側(cè)的磁場(chǎng)是均勻的，大小為：沿y軸正方向xyz2.將一電流均勻分布,面電流密度為i的無(wú)限大載流平面放入均勻磁場(chǎng)中。放入后平面兩側(cè)的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1和B2，都與板面平行且垂直于電流。求載流平面上單位面積上所受的磁場(chǎng)力的大小和方向。解:載流平面面元所受的磁力為：取長(zhǎng)寬分別為dy，dx的電流元，I=idx，dl=dy。載流平面每單位面積上所受的安培力為：除載流面元以外的磁場(chǎng)下面來(lái)求B0,i無(wú)限大均勻載流平面在兩側(cè)產(chǎn)生均勻磁場(chǎng)：載流平面每單位面積上所受的安培力為：3.在一頂角為45°的扇形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)。今有一電子在底邊距頂點(diǎn)O為l的位置,以速度v垂直底邊射入該磁場(chǎng)。為使電子不致從上面邊界溢出，試求電子的最大速率為多少？解：電子以最大速率射入時(shí),其軌跡與上面邊界相切，RlBv.4.在通有電流I0

的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)中,放一通有電流I的等腰直角三角形線(xiàn)圈,開(kāi)始線(xiàn)圈與長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)在同一平面內(nèi),線(xiàn)圈可繞其固定的CD邊自由轉(zhuǎn)動(dòng),如圖所示.求:(1)當(dāng)線(xiàn)圈受到微小擾動(dòng)時(shí)，線(xiàn)圈的運(yùn)動(dòng)情況如何？穩(wěn)定平衡位置在何處？(2)線(xiàn)圈從初始位置轉(zhuǎn)到穩(wěn)定平衡位置時(shí)磁力矩作的功(設(shè)線(xiàn)圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中電流I

不變).I0IADCba解:(1)IA'穩(wěn)定平衡位置如圖.圖中所示Pm的方向？在線(xiàn)圈位置I0產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向？穩(wěn)定平衡位置：pm平行外磁場(chǎng)方向。I0I