大物習(xí)題穩(wěn)恒磁場(chǎng)

1、大學(xué)物理（2）電子教案 習(xí)題課穩(wěn)恒磁場(chǎng)習(xí)題課穩(wěn)恒磁場(chǎng)一、基本規(guī)律二、基本要求三、習(xí)題類(lèi)型四、典型例題穩(wěn)恒磁場(chǎng)一、基本規(guī)律一、基本規(guī)律r Idr0lrB1、d0 4d2rS 0BsBlF2、l 0IddlI i 3、4d、BEv r5F、qB穩(wěn)恒磁場(chǎng)二、基本要求二、基本要求1、熟練掌握給定電流分布，計(jì)算 B 分布的方法(1)迭加法2、熟練掌握 B 對(duì)(2)安培環(huán)路定理(3)填補(bǔ)法載流導(dǎo)線的作用力的計(jì)算方法運(yùn)動(dòng)電荷作用力的計(jì)算方法載流線圈的作用力矩的計(jì)算方法M3、了解穩(wěn)恒磁場(chǎng)的基本性質(zhì) rpBm穩(wěn)恒磁場(chǎng)三、習(xí)題類(lèi)型三、習(xí)題類(lèi)型1、I分布已知，計(jì)算B 的分布(1)迭加法如習(xí)題16、10,11,14,

2、15,16,補(bǔ)12(2)安培環(huán)路定理如習(xí)題8、9、12、補(bǔ)14(3)填補(bǔ)法如習(xí)題72、安培力、磁力矩和洛侖茲力的計(jì)算如習(xí)題1619、21、22、23，補(bǔ)153、磁通量的計(jì)算(如習(xí)題12,13、補(bǔ)13)4、霍爾效應(yīng)(如習(xí)題20，補(bǔ)16)四、典型例題例1在一半徑為R的無(wú)限長(zhǎng)半圓柱形金屬薄片中，自上而下地有電流I通過(guò)，試求圓柱軸線上任一點(diǎn)P的 B解：對(duì)稱(chēng)性分析：I 以y為對(duì)稱(chēng)軸分布，設(shè)該電流面分布可是為無(wú)限多根無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線的Iry集合，d l1 和d l 2 在P點(diǎn)dB的在dl2dl1y方向的分量和為0，在x方向d1Bdx上的分量相同。OdB2穩(wěn)恒磁場(chǎng)B穩(wěn)恒磁場(chǎng)四、典型例題dI I dlI d R

3、在P點(diǎn)磁場(chǎng)的貢獻(xiàn)為： dB 0 dI 0 Id 2 R2 2 RB dBcosd xxB 20 I sin d0 I cos | 2 2 R 0 2 R020 IB負(fù)表示x的方向相反與 2 R穩(wěn)恒磁場(chǎng)四、典型例題dlSydlSy推廣dxdxEOEdBOBBdI I dldB 0 dI 0 Idl R 2 R2 R 2drrr0dI0 IrB 總與d l的方向相同 dBdl2 R2R2在O點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為：B r d rB 0 IErl0 ISE2R S d2R2四、典型例題例2解：、I載流直螺線管中軸線上的磁場(chǎng)Rn 、dl、,In在dl點(diǎn)產(chǎn)生的P貢獻(xiàn)為： R2IndldB0 Rl23 222rR

4、A21各圓電流在P的dB方向一致2A1P l dl2RIndldB 0B322Rd 2l2RR 2Rctgdll22lRQ22sinsin四、典型例題2 2 SinnIRRdB023R3sin 0 nI 0cnoIsd cos2Sin2122 1 0BnI,(1)0121 BnI0(2) , 2,A102121 2BnI12A022四、典型例題例3一根外半徑為 R 1 的無(wú)限長(zhǎng)圓柱形導(dǎo)體管, 管內(nèi)空心部分的半徑為R 2 ,空心部分的軸與圓柱的軸相平行但不兩軸間距為a , 且aR2 ，設(shè)有電流 I沿導(dǎo)體管軸重合,向流動(dòng),電流均勻分布在管的橫截面上,求：圓柱軸線與空心部分軸線上的磁場(chǎng)大小解：采用填

5、補(bǔ)法思想后，就可應(yīng)用安培環(huán)路定理和迭加原理求解設(shè)R 1，R 2在o 點(diǎn)磁場(chǎng)的貢獻(xiàn)R1R2 OOao 點(diǎn)分別為 B 10，B20.在磁場(chǎng)的貢獻(xiàn)分別為 B10B20和穩(wěn)恒磁場(chǎng)B2BdS穩(wěn)恒磁場(chǎng)四、典型例題(1B )Q d r l rj r d r S 2BaIR2l20s2022222RR12 I R2rrrrrB2 0 2 從B 而0B10E20B202a R2 R2 12B(02 ) E102B0 2B0而1 l 1B 0d l j1sB 2 aIa 2B0I a10 R 2 R20/1B2 R2 2R1212 穩(wěn)恒磁場(chǎng)四、典型例題例4 斜面上放有一木制圓柱，其質(zhì)量為m，半徑為R, 長(zhǎng)為L(zhǎng)，圓柱上繞有N匝導(dǎo)線，而這個(gè)圓柱體的軸位于導(dǎo)線回路的平面內(nèi)，斜面傾角為 處于一均勻磁場(chǎng) B 中,r 的方向豎直朝上，若繞組BB的平面與斜面平行，問(wèn)通過(guò)lm i回路的電流 i 至少要多大,圓柱體不至沿斜面向下滾動(dòng)？四、典型例題f解