大学物理第五版上册课件:第7章08.ppt

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第七章 恒定磁场,一.安培力,78 载流导线在磁场中所受的力,电流元,带电粒子数,一个带电粒子,总和,对任意载流导线,例1 如图一通有电流 I 的闭合回路放在磁感应强度为 的均匀磁场中, 回路平面与磁感强度 垂直 . 回路由直导线ab 和半径为r 的圆弧导线bca 组成 ,电流 I 为顺时针方向 , 求磁场作用于闭合导线的力.,o,,a. 对直导线ab,分析,b. 对弧形导线 积分处理,讨论 均匀磁场条件下,a. 平面闭合电流回路,恰当坐标系 考虑对称性 ,任取电流元 写 取分量等,c. 非均匀磁场 上述结论不成立,,例2 半径为R载有电流I2 的导体圆环与电流为I1 的长直导线 放在同一平面内 如图 , 直导线与圆心相距为 d , 且 R d 两者间绝缘 , 求作用在圆电流上的磁场力.,,,,,O,,,a. 由对称性,分析,,b. 任取电流元 Idl IR ,二. 磁场作用于载流线圈的磁力矩,均匀磁场,矩形载流线圈,或,引入, N 为线圈匝数 ,推广到任意形状线圈,b. 与 垂直 ,讨论,例3 如图半径为0.20 m,电流为20 A ,可绕轴旋转的圆形载流线圈放在均匀磁场中 , 磁感应强度的大小为0.08 T ,方向沿 x 轴正向. 问线圈受力情况怎样线圈所受的磁力矩又为多少,分析,a. 法 均匀场,,一. 磁介质 磁化强度,1. 磁介质,79 磁场中磁介质,,强磁性介质,2. 顺磁质和抗磁质的磁化,1 分子 固有 磁矩 等效分子电流 ,所有电子磁矩 轨道,自旋 矢量和,2 磁化机理,,顺磁质,外场 中取向,抗磁质,外场 附加磁矩,磁化电流 Is 表面,磁化电流 Is ,恒与 反向,,,,,,,,,,,为电子附加磁矩,3.磁化强度,磁介质中,可证明,磁化电流面密度,,二. 磁介质中的安培环路定理 磁场强度,以长直螺线管充满均匀介质为例,对矩形回路 ABCD,两式合并,穿过回路传导电流代数和,a. 线性磁介质,r 相对磁导率,与材料有关,顺磁质 1 0 ;, 0 r 磁导率,抗磁质 1 0,b. 辅助量、复合量 与 类似 ,d. 有磁介质存在时 的求解高度对称,例 有两个半径分别为 R 和 r 的“无限长”同轴圆筒形导体,在它们之间充以相对磁导率为 的磁介质.当两圆筒通有相反方向的电流 I 时, 试 求 1 磁介质中任意点 P 的磁感应强度的大小;,2 圆柱体外面一点Q 的磁感强度.,a. 先求 H 再求 B,分析,b. 作圆形回路,1. 磁畴,三. 铁磁质,强自旋相互作用 自发磁化区域,个原子,磁化时,居里点,磁畴瓦解顺磁质,2. 磁化曲线 磁滞回线,顺或抗磁质 B-H 线性,铁磁质 B-H 非线性,3. 铁磁性材料,1 金属磁性材料金属合金或化合物,分硬磁、软磁、压磁磁滞伸缩,2 非金属碱性材料铁氧体,高磁导率和电阻率 二进制记忆元件,
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