理化生運(yùn)動(dòng)電荷的磁場第1頁/共142頁

第12章運(yùn)動(dòng)電荷的磁場

12.1恒定電流

12.2磁通量磁場中的高斯定理

12.3畢奧-薩伐爾定理

12.4運(yùn)動(dòng)電荷的磁場

12.5安培環(huán)路定理

12.6磁場對(duì)載流導(dǎo)體的作用

12.7磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用

12.8有介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理第2頁/共142頁教學(xué)基本要求

二掌握描述磁場的物理量——磁感強(qiáng)度的概念，理解它是矢量點(diǎn)函數(shù).

三理解畢奧－薩伐爾定律，能利用它計(jì)算一些簡單問題中的磁感強(qiáng)度.

一理解恒定電流產(chǎn)生的條件，理解

電流密度和電動(dòng)勢(shì)的概念.第3頁/共142頁

五理解洛倫茲力和安培力的公式，能分析電荷在均勻電場和磁場中的受力和運(yùn)動(dòng).了解磁矩的概念.

四理解穩(wěn)恒磁場的高斯定理和安培環(huán)路定理.理解用安培環(huán)路定理計(jì)算磁感強(qiáng)度的條件和方法.教學(xué)基本要求第4頁/共142頁

六了解磁介質(zhì)的磁化現(xiàn)象及其微觀解釋.

了解磁場強(qiáng)度的概念以及在各向同性介質(zhì)中H和B的關(guān)系，了解磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理.

了解鐵磁質(zhì)的特性.教學(xué)基本要求END第5頁/共142頁靜電荷運(yùn)動(dòng)電荷穩(wěn)恒電流靜電場穩(wěn)恒磁場電場磁場

學(xué)習(xí)方法：類比法第6頁/共142頁作業(yè)P9114,

15,18,20,

22,5,8,

25第7頁/共142頁不隨時(shí)間變化的穩(wěn)恒場

13章我們現(xiàn)將研究隨時(shí)間變化的磁場，電場，以進(jìn)一步揭示電與磁的聯(lián)系。第8頁/共142頁12.1.1電流電流密度單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面積的電量叫電流有瞬時(shí)電流為12.1穩(wěn)恒電流++++++第9頁/共142頁垂直通過電流方向的單位面積的電流為電流密度：細(xì)致描述導(dǎo)體內(nèi)各點(diǎn)電流分布的情況.該點(diǎn)正電荷運(yùn)動(dòng)方向方向：第10頁/共142頁SI12.1.2電流的連續(xù)性方程穩(wěn)恒電流的條件

單位時(shí)間內(nèi)通過閉合曲面向外流出的電荷，等于此時(shí)間內(nèi)閉合曲面內(nèi)電荷的減少量.第11頁/共142頁

若閉合曲面

S

內(nèi)的電荷不隨時(shí)間而變化，有SI

恒定電流

第12頁/共142頁恒定電場

（1）在恒定電流情況下，導(dǎo)體中電荷分布不隨時(shí)間變化形成恒定電場；（2）恒定電場與靜電場具有相似性質(zhì)（高斯定理和環(huán)路定理），恒定電場可引入電勢(shì)的概念；（3）恒定電場的存在伴隨能量的轉(zhuǎn)換.

恒定電流

第13頁/共142頁12.1.3電源的電動(dòng)勢(shì)第14頁/共142頁

非靜電力:

能不斷分離正負(fù)電荷使正電荷逆靜電場力方向運(yùn)動(dòng).

電源：提供非靜電力的裝置.

非靜電電場強(qiáng)度

:為單位正電荷所受的非靜電力.+++---+第15頁/共142頁

電動(dòng)勢(shì)的定義：單位正電荷繞閉合回路運(yùn)動(dòng)一周，非靜電力所做的功.電動(dòng)勢(shì)：+++---+第16頁/共142頁

電源電動(dòng)勢(shì)大小等于將單位正電荷從負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部移至正極時(shí)非靜電力所作的功.電源電動(dòng)勢(shì)END第17頁/共142頁一、基本磁現(xiàn)象SNSNISN同極相斥異極相吸電流的磁效應(yīng)1820年奧斯特天然磁石12.2磁通量磁場中的高斯定律第18頁/共142頁電子束NS+第19頁/共142頁

磁現(xiàn)象：1、天然磁體周圍有磁場；2、通電導(dǎo)線周圍有磁場；3、電子束周圍有磁場。表現(xiàn)為：使小磁針偏轉(zhuǎn)表現(xiàn)為：相互吸引排斥偏轉(zhuǎn)等4、通電線能使小磁針偏轉(zhuǎn)；5、磁體的磁場能給通電線以力的作用；6、通電導(dǎo)線之間有力的作用；7、磁體的磁場能給通電線圈以力矩作用；8、通電線圈之間有力的作用；9、天然磁體能使電子束偏轉(zhuǎn)。第20頁/共142頁安培指出：NS天然磁性的產(chǎn)生也是由于磁體內(nèi)部有電流流動(dòng)。分子電流電荷的運(yùn)動(dòng)是一切磁現(xiàn)象的根源。運(yùn)動(dòng)電荷磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有磁力作用磁場第21頁/共142頁二、磁感應(yīng)強(qiáng)度電流（或磁鐵）磁場電流（或磁鐵）磁場對(duì)外的重要表現(xiàn)為：1、磁場對(duì)進(jìn)入場中的運(yùn)動(dòng)電荷或載流導(dǎo)體有磁力作用2、載流導(dǎo)體在磁場中移動(dòng)時(shí)，磁力將對(duì)載流導(dǎo)體作功，表明磁場具有能量。對(duì)線圈有：磁矩法線方向的單位矢量與電流流向成右旋關(guān)系I0載流平面線圈法線方向的規(guī)定第22頁/共142頁I0利用實(shí)驗(yàn)線圈定義B的圖示當(dāng)實(shí)驗(yàn)線圈從平衡位置轉(zhuǎn)過900時(shí)，線圈所受磁力矩為最大。引入磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量

磁場中某點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與該點(diǎn)處實(shí)驗(yàn)線圈在穩(wěn)定平衡位置時(shí)的正法線方向相同；磁感應(yīng)強(qiáng)度的量值等于具有單位磁矩的實(shí)驗(yàn)線圈所受到的最大磁力矩。第23頁/共142頁1.磁力線(磁感應(yīng)線或線)方向：切線大小：三、磁通量磁場中的高斯定理方向:小磁針在該點(diǎn)的N極指向單位:T(特斯拉)(高斯)大小:磁力+磁感應(yīng)強(qiáng)度第24頁/共142頁I直線電流的磁力線圓電流的磁力線I通電螺線管的磁力線1、每一條磁力線都是環(huán)繞電流的閉合曲線，都與閉合電路互相套合，因此磁場是渦旋場。磁力線是無頭無尾的閉合回線。2、任意兩條磁力線在空間不相交。3、磁力線的環(huán)繞方向與電流方向之間可以分別用右手定則表示。第25頁/共142頁2、磁通量——穿過磁場中任一曲面的磁力線的條數(shù)第26頁/共142頁四、磁場中的高斯定理穿過任意閉合曲面的磁通量為零磁場是無源場。第27頁/共142頁2.在均勻磁場

中，過YOZ平面內(nèi)面積為S的磁通量。1.求均勻磁場中半球面的磁通量課堂練習(xí)第28頁/共142頁IP.12.3畢奧－薩伐爾定律1、穩(wěn)恒電流的磁場電流元對(duì)一段載流導(dǎo)線方向判斷：的方向垂直于電流元與組成的平面，和及三矢量滿足矢量叉乘關(guān)系。

——右手定則比奧-薩伐爾定律12.3.1電流元畢奧－薩伐爾定律第29頁/共142頁XY12.3.2畢奧---沙伐爾定律的應(yīng)用1.載流直導(dǎo)線的磁場例12.2：已知：真空中I、1、2、a建立坐標(biāo)系OXY任取電流元大小方向aP統(tǒng)一積分變量第30頁/共142頁XYaP或：第31頁/共142頁無限長載流直導(dǎo)線半無限長載流直導(dǎo)線直導(dǎo)線延長線上+第32頁/共142頁pR2.

圓型電流軸線上的磁場例題12-3已知:R、I，求軸線上P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。建立坐標(biāo)系OXY任取電流元分析對(duì)稱性、寫出分量式大小方向第33頁/共142頁統(tǒng)一積分變量結(jié)論方向：右手螺旋法則大?。簒pR第34頁/共142頁載流圓環(huán)載流圓弧II圓心角

圓心角第35頁/共142頁3、載流直螺線管內(nèi)部的磁場

例題12-4：均勻密繞長直螺線管.半徑為R，總長度為L，單位長度內(nèi)的匝數(shù)為n.其軸線上任一場點(diǎn)P的磁感應(yīng)強(qiáng)度B.距P點(diǎn)l處的一個(gè)圓形電流（電流強(qiáng)度為Indl），在P點(diǎn)所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度dB的大小為方向與圓電流構(gòu)成右手螺旋關(guān)系.

第36頁/共142頁第37頁/共142頁討論：1、若即無限長的螺線管，則有2、對(duì)長直螺線管的端點(diǎn)（上圖中A1、A2點(diǎn)）則有A1、A2點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度第38頁/共142頁練習(xí)求圓心O點(diǎn)的如圖，OI第39頁/共142頁例1、無限長載流直導(dǎo)線彎成如圖形狀求：P、R、S、T四點(diǎn)的解：P點(diǎn)方向R點(diǎn)方向第40頁/共142頁S點(diǎn)方向方向T點(diǎn)方向方向方向方向第41頁/共142頁例2、兩平行載流直導(dǎo)線過圖中矩形的磁通量求兩線中點(diǎn)l解：I1、I2在A點(diǎn)的磁場方向第42頁/共142頁l如圖取微元方向第43頁/共142頁12.4運(yùn)動(dòng)電荷的磁場電流元在空間某一點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為電流電荷定向運(yùn)動(dòng)第44頁/共142頁IS電流元載流子總數(shù)其中電荷密度速率截面積運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的磁場第45頁/共142頁第46頁/共142頁

12.5安培環(huán)路定理12.5.1安培環(huán)路定理在靜電場中那么在穩(wěn)恒磁場中1、安培環(huán)路定理在真空中的穩(wěn)恒電流磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿任一閉合回路L的線積分，等于穿過以L為周界所圍面積的電流的代數(shù)和的0倍,即B的環(huán)流不為零，說明磁場是非保守場，是有旋場。I第47頁/共142頁定理證明Irl1、圓形積分回路改變電流方向第48頁/共142頁2、任意積分回路.3、回路不環(huán)繞電流.第49頁/共142頁如右圖（1）電流正、負(fù)號(hào)的規(guī)定：I與L成右螺旋為正，反之為負(fù)II>0ILI<0IL第50頁/共142頁（2）正確理解安培環(huán)路定律應(yīng)注意的兩點(diǎn)：①安培環(huán)流定律只是說B的線積分值只與穿過回路的電流有關(guān)，而回路上各點(diǎn)的B值則與所有在場電流有關(guān)。②如果沒有電流穿過某積分回路，只能說在該回路上B的線積分為零，而回路上各點(diǎn)的B值不一定為零。第51頁/共142頁環(huán)路所包圍的電流由環(huán)路內(nèi)外電流產(chǎn)生由環(huán)路內(nèi)電流決定第52頁/共142頁位置移動(dòng)不變不變改變第53頁/共142頁靜電場穩(wěn)恒磁場磁場沒有保守性，它是非保守場，或無勢(shì)場電場有保守性，它是保守場，或有勢(shì)場電力線起于正電荷、止于負(fù)電荷。靜電場是有源場磁力線閉合、無自由磁荷磁場是無源場第54頁/共142頁IR12.5.2安培環(huán)路定理的應(yīng)用當(dāng)場源分布具有高度對(duì)稱性時(shí)，利用安培環(huán)路定理計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度1.無限長載流圓柱導(dǎo)體的磁場分布分析對(duì)稱性電流分布——軸對(duì)稱磁場分布——軸對(duì)稱已知：I、R電流沿軸向，在截面上均勻分布第55頁/共142頁的方向判斷如下：第56頁/共142頁IR

作積分環(huán)路并計(jì)算環(huán)流如圖

利用安培環(huán)路定理求第57頁/共142頁

作積分環(huán)路并計(jì)算環(huán)流如圖利用安培環(huán)路定理求IR第58頁/共142頁

結(jié)論：無限長載流圓柱導(dǎo)體。已知：I、R第59頁/共142頁討論：長直載流圓柱面。已知：I、RrRO第60頁/共142頁練習(xí)：同軸的兩筒狀導(dǎo)線通有等值反向的電流I,

求的分布。第61頁/共142頁電場、磁場中典型結(jié)論的比較外內(nèi)內(nèi)外長直圓柱面電荷均勻分布電流均勻分布長直圓柱體長直線第62頁/共142頁已知：I、n(單位長度導(dǎo)線匝數(shù))分析對(duì)稱性管內(nèi)磁力線平行于管軸管外靠近管壁處磁場為零...............2.長直載流螺線管的磁場分布第63頁/共142頁取矩形閉合回路abcd，按圖中規(guī)定的回路繞向積分，則有

第64頁/共142頁

計(jì)算環(huán)流

利用安培環(huán)路定理求...............第65頁/共142頁

已知：I、N、R1、R2

N——導(dǎo)線總匝數(shù)分析對(duì)稱性磁力線分布如圖作積分回路如圖方向右手螺旋rR1R2..+++++++++++++++++++++++++++++..................................3.環(huán)形載流螺線管的磁場分布第66頁/共142頁..BrO計(jì)算環(huán)流利用安培環(huán)路定理求rR1R2..+++++++++++++++++++++++++++++.................................第67頁/共142頁

已知：導(dǎo)線中電流強(qiáng)度I

單位長度導(dǎo)線匝數(shù)n分析對(duì)稱性磁力線如圖作積分回路如圖ab、cd與導(dǎo)體板等距.........4.無限大載流導(dǎo)體薄板的磁場分布第68頁/共142頁

計(jì)算環(huán)流板上下兩側(cè)為均勻磁場利用安培環(huán)路定理求.........第69頁/共142頁討論：如圖，兩塊無限大載流導(dǎo)體薄板平行放置。通有相反方向的電流。求磁場分布。已知：導(dǎo)線中電流強(qiáng)度I、單位長度導(dǎo)線匝數(shù)n.........第70頁/共142頁12.6磁場對(duì)載流導(dǎo)線的作用一、安培定律安培力：電流元在磁場中受到的磁力安培定律方向判斷

右手螺旋載流導(dǎo)線受到的磁力大小第71頁/共142頁討論圖示為相互垂直的兩個(gè)電流元它們之間的相互作用力電流元所受作用力電流元所受作用力第72頁/共142頁B×取電流元受力大小方向積分結(jié)論方向均勻磁場中載流直導(dǎo)線所受安培力第73頁/共142頁第74頁/共142頁導(dǎo)線1、2單位長度上所受的磁力為：二、無限長兩平行載流直導(dǎo)線間的相互作用力a電流單位“安培”的定義：

放在真空中的兩條無限長平行直導(dǎo)線，各通有相等的穩(wěn)恒電流，當(dāng)導(dǎo)線相距1米，每一導(dǎo)線每米長度上受力為2×10-7牛頓時(shí)，各導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度為1安培。第75頁/共142頁例、均勻磁場中任意形狀導(dǎo)線所受的作用力受力大小方向如圖所示建坐標(biāo)系取分量積分取電流元第76頁/共142頁推論在均勻磁場中任意形狀閉合載流線圈受合力為零練習(xí)如圖求半圓導(dǎo)線所受安培力方向豎直向上第77頁/共142頁解：例：求一無限長直載流導(dǎo)線的磁場對(duì)另一直載流導(dǎo)線ab的作用力。已知：I1、I2、d、LLxdba第78頁/共142頁三、磁場對(duì)載流線圈的作用.第79頁/共142頁如果線圈為N匝討論.（1）第80頁/共142頁（2）（3）第81頁/共142頁四、磁力的功1.載流導(dǎo)線在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)磁力所做的功.....................第82頁/共142頁2.載流線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)磁力矩所做的功+..磁矩與磁場的相互作用能第83頁/共142頁例12-13載有電流I的半圓形閉合線圈，半徑為R，放在均勻的外磁場B中，B的方向與線圈平面平行，如圖所示.(1)求此時(shí)線圈所受的力矩大小和方向；(2)求在這力矩作用下，當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場B垂直的位置時(shí)，磁力矩所做的功.解(1)線圈的磁矩在圖示位置時(shí)，線圈磁矩Pm的方向與B垂直.第84頁/共142頁圖示位置線圈所受磁力矩的大小為

磁力矩M的方向由Pm×B確定，為垂直于B的方向向上.也可以用積分計(jì)算(2)計(jì)算磁力矩做功.

第85頁/共142頁12.7

磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用一、洛侖茲力運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中所受的磁場力第86頁/共142頁大小方向力與速度方向垂直。不能改變速度大小，只能改變速度方向。粒子在同時(shí)存在電場和磁場的空間運(yùn)動(dòng)時(shí)，其受的合力：電場力磁場力——洛侖茲關(guān)系式第87頁/共142頁二、帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)粒子做直線運(yùn)動(dòng)粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)××××××××××××××××××××××××××××××第88頁/共142頁qR螺距h

：第89頁/共142頁R第90頁/共142頁R第91頁/共142頁R第92頁/共142頁R第93頁/共142頁R第94頁/共142頁R第95頁/共142頁R第96頁/共142頁R第97頁/共142頁R第98頁/共142頁R第99頁/共142頁R第100頁/共142頁R第101頁/共142頁R第102頁/共142頁R第103頁/共142頁R第104頁/共142頁R第105頁/共142頁R第106頁/共142頁三、霍耳效應(yīng)厚度b,寬為a的導(dǎo)電薄片，沿x軸通有電流強(qiáng)度I，當(dāng)在y軸方向加以勻強(qiáng)磁場B時(shí)，在導(dǎo)電薄片兩側(cè)產(chǎn)生一電位差，這一現(xiàn)象稱為霍耳效應(yīng)RH---霍耳系數(shù)第107頁/共142頁霍耳效應(yīng)原理帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)受到洛侖茲力q>0++++++++++++

此時(shí)載流子將作勻速直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)兩側(cè)停止電荷的繼續(xù)堆積，從而在兩側(cè)建立一個(gè)穩(wěn)定的電勢(shì)差第108頁/共142頁++++++++++++q<0++++++++++++總結(jié)(1)q>0時(shí)，RH>0,(2)

q<0時(shí)，RH<0,第109頁/共142頁霍耳效應(yīng)的應(yīng)用2、根據(jù)霍耳系數(shù)的大小的測定，可以確定載流子的濃度n型半導(dǎo)體載流子為電子p型半導(dǎo)體載流子為帶正電的空穴1、確定半導(dǎo)體的類型

霍耳效應(yīng)已在測量技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算技術(shù)等各個(gè)領(lǐng)域中得到越來越普遍的應(yīng)用。第110頁/共142頁*四、磁流體發(fā)電在導(dǎo)電流體中同樣會(huì)產(chǎn)生霍耳效應(yīng)導(dǎo)電氣體發(fā)電通道電極磁流體發(fā)電原理圖

使高溫等離子體（導(dǎo)電流體）以1000ms-1的高速進(jìn)入發(fā)電通道（發(fā)電通道上下兩面有磁極），由于洛侖茲力作用，結(jié)果在發(fā)電通道兩側(cè)的電極上產(chǎn)生電勢(shì)差。不斷提供高溫高速的等離子體，便能在電極上連續(xù)輸出電能。第111頁/共142頁一、磁介質(zhì)的分類12.8

有磁介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理磁介質(zhì)——能與磁場產(chǎn)生相互作用的物質(zhì)磁化——磁介質(zhì)在磁場作用下所發(fā)生的變化（1）順磁質(zhì)（3）鐵磁質(zhì)（2）抗磁質(zhì)（4）超導(dǎo)體根據(jù)的大小和方向可將磁介質(zhì)分為四大類附加磁場磁導(dǎo)率——描述不同磁介質(zhì)磁化后對(duì)原外磁場的影響第112頁/共142頁二.順磁質(zhì)與抗磁質(zhì)的磁化分子磁矩軌道磁矩自旋磁矩——電子繞核的軌道運(yùn)動(dòng)——電子本身自旋等效于圓電流——分子電流1、順磁質(zhì)及其磁化分子的固有磁矩不為零無外磁場作用時(shí)，由于分子的熱運(yùn)動(dòng)，分子磁矩取向各不相同,整個(gè)介質(zhì)不顯磁性。分子磁矩第113頁/共142頁

有外磁場時(shí)，分子磁矩要受到一個(gè)力矩的作用，使分子磁矩轉(zhuǎn)向外磁場的方向。

分子磁矩產(chǎn)生的磁場方向和外磁場方向一致，順磁質(zhì)磁化結(jié)果，使介質(zhì)內(nèi)部磁場增強(qiáng)。第114頁/共142頁2、抗磁質(zhì)及其磁化分子的固有磁矩為零在外磁場中，抗磁質(zhì)分子會(huì)產(chǎn)生附加磁矩電子繞核的軌道運(yùn)動(dòng)電子本身自旋外磁場場作用下產(chǎn)生附加磁矩電子的附加磁矩總是削弱外磁場的作用?？勾判允且磺写沤橘|(zhì)共同具有的特性?？偱c外磁場方向反向第115頁/共142頁定義:磁化強(qiáng)度*三、磁化強(qiáng)度Is——磁化電流js——沿軸線單位長度上的磁化電流（磁化面電流密度）

磁化強(qiáng)度M在量值上等于磁化面電流密度。第116頁/共142頁abcd取如圖所示的積分環(huán)路abcda:

磁化強(qiáng)度對(duì)閉合回路L的線積分，等于穿過以L為周界的任意曲面的磁化電流的代數(shù)和。四、磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理1、磁化強(qiáng)度與磁化電流的關(guān)系第117頁/共142頁S2.磁介質(zhì)中的高斯定理通過磁場中任一閉合曲面的總磁通量為零磁介質(zhì)中的高斯定理第118頁/共142頁3、磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理定義磁場強(qiáng)度

在穩(wěn)恒磁場中，磁場強(qiáng)度矢量沿任一閉合路徑的線積分（即環(huán)流）等于包圍在環(huán)路內(nèi)各傳導(dǎo)電流電流的代數(shù)和，而與磁化電流無關(guān)。單位：安培/米(A/m)第119頁/共142頁五、磁場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系介質(zhì)的磁導(dǎo)率第120頁/共142頁電介質(zhì)中的高斯定理磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理第121頁/共142頁

稱為相對(duì)電容率或相對(duì)介電常量之間的關(guān)系之間的關(guān)系稱為相對(duì)磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率第122頁/共142頁例1一環(huán)形螺線管，管內(nèi)充滿磁導(dǎo)率為μ，相對(duì)磁導(dǎo)率為μr的順磁質(zhì)。環(huán)的橫截面半徑遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑。單位長度上的導(dǎo)線匝數(shù)為n。

求：環(huán)內(nèi)的磁場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度解：第123頁/共142頁例一根“無限長”的直圓柱形銅導(dǎo)線，外包一層相對(duì)磁導(dǎo)率為μr的圓筒形磁介質(zhì)，導(dǎo)線半徑為R1，磁介質(zhì)的外半徑為R2，導(dǎo)線內(nèi)有電流I通過，電流均勻分布在橫截面上，如圖所示，求：(1)介質(zhì)內(nèi)外的磁場強(qiáng)度分布，并畫出H-r圖，加以說明(r是磁場中某點(diǎn)到圓柱軸線的距離)；(2)介質(zhì)內(nèi)外的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布，并畫出B-r圖，加以說明.第124頁/共142頁解(1)求H-r關(guān)系電流磁場分布軸對(duì)稱性，選擇積分回路L(以圓柱軸線為圓心、r為半徑的圓周)，可得當(dāng)r≤R1時(shí)，

第125頁/共142頁當(dāng)R1＜r＜R2時(shí)，

當(dāng)r＞R2時(shí)，

畫出H-r曲線，如圖(a)所示.圖9.42第126頁/共142頁(2)求B-r關(guān)系根據(jù)B＝μH＝μ0μrH確定B分布.當(dāng)r＜R1，該區(qū)域在金屬導(dǎo)體內(nèi)，可作為真空處理，μr＝1，故當(dāng)R1＜r＜R2，該區(qū)域是相對(duì)磁導(dǎo)率為μr的磁介質(zhì)內(nèi)，故第127頁/共142頁當(dāng)r＞R2，該區(qū)域?yàn)檎婵眨?/p>

畫出B-r曲線，如圖(b)所示.可見，在邊界r＝R1和r＝R2處，磁感應(yīng)強(qiáng)度B不連續(xù).圖9.42第128頁/共142頁例2一無限長載流圓柱體，通有電流I，設(shè)電流

I

均勻分布在整個(gè)橫截面上。柱體的磁導(dǎo)率為μ，柱外為真空。求：柱內(nèi)外各區(qū)域的磁場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度。解：IR第129頁/共142頁在分界面上H

連續(xù),B

不連續(xù)IR第130頁/共142頁1、磁化曲線裝置：環(huán)形螺繞環(huán);鐵磁質(zhì)Fe,Co,Ni及稀釷族元素的化合物，能被強(qiáng)烈地磁化實(shí)驗(yàn)測量B,如用感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)測量或用小線圈在縫口處測量；由得出曲線鐵磁質(zhì)的不一定是個(gè)常數(shù)，它是的函數(shù)六、鐵磁質(zhì)原理:勵(lì)磁電流I;

用安培定理得H第131頁/共142頁初始磁化曲線.......矯頑力飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度磁滯回線剩磁2、磁滯回線第132頁/共142頁B的變化落后于H，從而具有剩磁，即磁滯效應(yīng)。每個(gè)H對(duì)應(yīng)不同的B與磁化的歷史有關(guān)。磁滯回線--不可逆過程在交變電流的勵(lì)磁下反復(fù)磁化使