高二物理競(jìng)賽平行電流間的相互作用力 課件

1、

平行電流間的相互作用力同向電流相互吸引反向電流相互排斥問：若兩直導(dǎo)線電流方向相反二者之間的作用力如何？

國(guó)際單位制中電流單位安培的定義在真空中兩平行長(zhǎng)直導(dǎo)線相距1m，通有大小相等、方向相同的電流，當(dāng)兩導(dǎo)線每單位長(zhǎng)度上的吸引力為時(shí)，規(guī)定這時(shí)的電流為1A

（安培）?？傻茫豪?-6-1++++++++++++++++++++++++++v1v212Fig.兩條平行的運(yùn)動(dòng)帶電直導(dǎo)線的相互作用解：導(dǎo)線因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)而形成電流：Fm12Fm21Fe12Fe21兩根帶電直導(dǎo)線單位長(zhǎng)度分別受到的磁力為：兩個(gè)力相互吸引兩個(gè)導(dǎo)線還有電力相互作用。1導(dǎo)線上的電荷在2導(dǎo)線處的電場(chǎng)為：2導(dǎo)線單位長(zhǎng)度所受的電力為：兩個(gè)力相互排斥每根導(dǎo)線單位長(zhǎng)度受的力為：>0合力的方向是相互排斥的由于

v1<<c，v2<<c，磁力與電力的比值：Fm<<Fe討論既然磁力比電力小得多（），那為什么在實(shí)驗(yàn)中總是能觀察到磁力的作用，卻反而發(fā)現(xiàn)不了電力？本章總結(jié)1.會(huì)用磁場(chǎng)疊加原理對(duì)磁場(chǎng)的分布特征進(jìn)行分析，然后應(yīng)用畢奧-薩伐爾定律計(jì)算簡(jiǎn)單形狀下電流的磁場(chǎng)。2.掌握磁場(chǎng)的高斯定理和安培環(huán)路定理，會(huì)利用安培環(huán)路定理求解具有對(duì)稱性電流的磁場(chǎng)分布。必須掌握的內(nèi)容本章主要研究磁場(chǎng)的計(jì)算方法。本章主要公式1.

畢奧-薩伐爾定律定量地說明了電流元與它所激發(fā)的磁場(chǎng)之間的關(guān)系，即：再結(jié)合磁場(chǎng)疊加原理，可以計(jì)算出載流導(dǎo)線在空間的磁感強(qiáng)度的分布。畢奧-薩伐爾定律的微觀表示是運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的磁場(chǎng)公式，即

2.

磁場(chǎng)的高斯定理說明磁場(chǎng)是"無源"場(chǎng)，即磁感線是無頭無尾的閉合線。3.磁場(chǎng)的安培環(huán)路定理說明磁場(chǎng)是非保守力場(chǎng)。利用安培環(huán)路定理可以計(jì)算出具有對(duì)稱分布電流的磁場(chǎng)。4*.與變化電場(chǎng)相聯(lián)系的磁場(chǎng)位移電流：位移電流密度：全電流：I=Ic+Id

總是連續(xù)的。5*.

普遍的安培環(huán)路定理6.幾種典型的磁場(chǎng)分布有限長(zhǎng)直電流的磁場(chǎng)：無限長(zhǎng)直電流的磁場(chǎng)：有限長(zhǎng)載流直螺線管內(nèi)的磁場(chǎng)：無限長(zhǎng)載流直螺線管內(nèi)的磁場(chǎng)：無限長(zhǎng)圓柱體或圓筒(r>R)無限大平面電流的磁場(chǎng)：圓電流在其中心處的磁場(chǎng)：練習(xí)1.電阻均勻分布的正三角形金屬線框OabcII12若導(dǎo)線1、2和三角形線框在框中心O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1，B2和B3，則O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為：(1)B=0，因?yàn)锽1=B2=B3=0(2)B=0，因?yàn)锽1=0，B2=0，但B1+B2=0，B3=0(3)B=0，因?yàn)锽3=0，B1=0，但B2=0(4)B=0，因?yàn)锽1+B2=0，但B3=02.將通有電流I

的導(dǎo)線彎成下圖所示的形狀，則O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為

，方向?yàn)?/p>

。abIO方向：垂直于板面向內(nèi)3.將半徑為R

的無限長(zhǎng)導(dǎo)體管壁（厚度忽略）沿軸向割去一定寬度h(h<<R)的無限長(zhǎng)狹縫后，再沿軸向均勻的流有電流，其面密度為i，則管軸線上磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為

。hiOO’R補(bǔ)償法：總磁場(chǎng)應(yīng)為一完整圓筒形電流在軸線處產(chǎn)生的磁場(chǎng)與一無限長(zhǎng)窄條形的反電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的疊加。-i對(duì)于完整的導(dǎo)體圓筒，其軸線上的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=0，所以：B=B1+B2=B2無限長(zhǎng)直導(dǎo)線的磁場(chǎng)分布公式4.在空間有三根同樣的直導(dǎo)線，相互間距離相等，各通以同強(qiáng)度同方向的電流，設(shè)除了磁相互作用外，其它影響忽略，則三條導(dǎo)線將

運(yùn)動(dòng)。123???dB13B3B130°θ向三角形中心ROxyz?Px5.求半圓形電流I

在半圓的軸線上離圓心距離x

處的B。分析：采用矢量計(jì)算的方法。φdlrθdB解：如圖所示，由畢奧－薩伐爾定律，Idl

在P點(diǎn)的磁場(chǎng)為：整個(gè)半圓電流在P點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)為：6.一個(gè)塑料圓盤，半徑為R，表面均勻分布電量q。試證明：當(dāng)它繞通過盤心而垂直于盤面的軸以角速度ω

轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，盤心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為解：如圖所示，圓盤旋轉(zhuǎn)一周，則通過半徑為r，寬度為dr

的圓環(huán)上某一截面的總電量為：dq=σ·2πrdrr