電介質(zhì)穩(wěn)恒磁場(chǎng)習(xí)題課解讀

電介質(zhì)穩(wěn)恒磁場(chǎng)習(xí)題課解讀第一頁(yè)，共25頁(yè)。2.確切理解有電介質(zhì)的高斯定理，并能利用它求解有電介質(zhì)存在時(shí)具有一定對(duì)稱性的電場(chǎng)問(wèn)題。平行板電容器：～靜電場(chǎng)有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理3.理解電容的定義，掌握計(jì)算簡(jiǎn)單電容器和電容器組的電容的方法。電容的定義：并聯(lián)電容器組串聯(lián)電容器組第一頁(yè)第二頁(yè)，共25頁(yè)。4.掌握電容器的電能公式并能計(jì)算電容器的能量。5.理解電場(chǎng)能量密度的概念并會(huì)計(jì)算電荷系的靜電能。電容器的能量：電場(chǎng)的能量密度：電荷系的靜電能：第二頁(yè)第三頁(yè)，共25頁(yè)。畢奧—薩伐爾定律(電流元在空間產(chǎn)生的磁場(chǎng))P*真空磁導(dǎo)率

磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)電荷運(yùn)動(dòng)電荷磁場(chǎng)第三頁(yè)第四頁(yè)，共25頁(yè)。磁感線

規(guī)定：曲線上每一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁感強(qiáng)度

B的方向，曲線的疏密程度表示該點(diǎn)的磁感強(qiáng)度B的大小.SNISNI第四頁(yè)第五頁(yè)，共25頁(yè)。磁通量：通過(guò)某一曲面的磁感線數(shù)為通過(guò)此曲面的磁通量.單位第五頁(yè)第六頁(yè)，共25頁(yè)。物理意義：通過(guò)任意閉合曲面的磁通量必等于零（故磁場(chǎng)是無(wú)源的.）磁場(chǎng)高斯定理安培環(huán)路定理即在真空的穩(wěn)恒磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度沿任一閉合路徑的積分的值，等于乘以該閉合路徑所包圍的各電流的代數(shù)和.

電流正負(fù)的規(guī)定：與成右螺旋時(shí)，為正；反之為負(fù).第六頁(yè)第七頁(yè)，共25頁(yè)。(2)安培環(huán)路定理適用于穩(wěn)定電流，求出的B是總場(chǎng)，包括空間所有電流的貢獻(xiàn)。(3)適當(dāng)選擇環(huán)路，使環(huán)路上各點(diǎn)的B方向都沿環(huán)路切向，大小相等，才能把B提到積分號(hào)外。電流分布具有對(duì)稱性因而磁場(chǎng)分布具有對(duì)稱性，能用安培環(huán)路定理直接求磁場(chǎng)。第七頁(yè)第八頁(yè)，共25頁(yè)。帶電粒子在磁場(chǎng)中所受的力（洛侖茲力不做功）洛侖茲力安培環(huán)路定理適用范圍：一類是載流無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線及圓柱、載流導(dǎo)體直圓筒以及同軸組合；另一類是載流細(xì)螺繞環(huán)以及載流無(wú)限長(zhǎng)螺線管軸線上的場(chǎng)。第八頁(yè)第九頁(yè)，共25頁(yè)。1.回旋半徑和回旋頻率第九頁(yè)第十頁(yè)，共25頁(yè)。與不垂直3

.磁聚焦第十頁(yè)第十一頁(yè)，共25頁(yè)。速度選擇器

回旋加速器1932年勞倫斯研制第一臺(tái)回旋加速器的D型室.此加速器可將質(zhì)子和氘核加速到1MeV的能量，為此1939年勞倫斯獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).第十一頁(yè)第十二頁(yè)，共25頁(yè)。optimumthicknessofmagnetandelectrode

第十二頁(yè)第十三頁(yè)，共25頁(yè)。第十三頁(yè)第十四頁(yè)，共25頁(yè)。我國(guó)于1994年建成的第一臺(tái)強(qiáng)流質(zhì)子加速器，可產(chǎn)生數(shù)十種中短壽命放射性同位素.第十四頁(yè)第十五頁(yè)，共25頁(yè)。思考討論題第十五頁(yè)第十六頁(yè)，共25頁(yè)。1.如圖，在電量為q的點(diǎn)電荷附近，有一細(xì)長(zhǎng)的圓柱形均勻電介質(zhì)棒，則由高斯定理：qP可算出P點(diǎn)的電位移矢量的大?。核?，P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為：討論以上解法是否正確？為什么？第十六頁(yè)第十七頁(yè)，共25頁(yè)。

不正確。因?yàn)樽杂呻姾墒屈c(diǎn)電荷，介質(zhì)棒在該電場(chǎng)中極化，極化電荷分布在棒的兩端面上，不是對(duì)稱分布，故不能用高斯定理求出D，也求不出E。～只有當(dāng)自由電荷及介質(zhì)分布有一定的對(duì)稱性，應(yīng)用高斯定理，使面積分中的能以標(biāo)量形式提出來(lái)，即可求出D。②另一部分高斯面上①高斯面上處處相等再由求出E。選取高斯面S的原則：第十七頁(yè)第十八頁(yè)，共25頁(yè)。2.電介質(zhì)在外電場(chǎng)中極化后，兩端出現(xiàn)等量異號(hào)電荷，若把它截成兩半后分開(kāi)，再撤去外電場(chǎng)，問(wèn)這兩個(gè)半截的電介質(zhì)上是否帶電?為什么?不帶電。因?yàn)閺碾娊橘|(zhì)極化的微觀機(jī)制看有兩類：①非極性分子在外電場(chǎng)中沿電場(chǎng)方向產(chǎn)生感應(yīng)電偶極矩②極性分子在外電場(chǎng)中其固有電偶極矩在該電場(chǎng)作用下沿著外電場(chǎng)方向取向。其在外電場(chǎng)中極化的宏觀效果是一樣的，在電介質(zhì)的表面上出現(xiàn)的電荷是束縛電荷，這種電荷不象導(dǎo)體中的自由電荷那樣能用傳導(dǎo)的方法引走。當(dāng)電介質(zhì)被裁成兩段后撤去電場(chǎng)，極化的電介質(zhì)又恢復(fù)原狀，仍各保持中性。第十八頁(yè)第十九頁(yè)，共25頁(yè)。3.當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度相同時(shí),電介質(zhì)內(nèi)電場(chǎng)能量密度比真空中大,這是為什么？

這是由于電介質(zhì)極化時(shí),表面出現(xiàn)束縛電荷,其附加電場(chǎng)與原電場(chǎng)方向相反,削弱了電介質(zhì)內(nèi)部的電場(chǎng).于是要在電介質(zhì)中建立起與真空中相同的電場(chǎng),就需要做更多的功,從而介質(zhì)內(nèi)積蓄的電場(chǎng)能量較多,能量密度較大第十九頁(yè)第二十頁(yè)，共25頁(yè)。4、如圖所示，流出紙面的電流為2I，流進(jìn)紙面的電流為I，則下述各式中正確的是（）D第二十頁(yè)第二十一頁(yè)，共25頁(yè)。5、圖示為一云室照片的示意圖，顯示一帶電粒子的徑跡，云室內(nèi)有垂直于紙面向里的磁場(chǎng)，中央部分為一水平放置的鉛板。（1）

因帶電粒子穿過(guò)鉛版將損失一部分動(dòng)能，試判斷該粒子穿過(guò)鉛板的方向；（2）

試問(wèn)該粒子所帶電荷是正還是負(fù)？(2)1932年，美國(guó)物理學(xué)家安德森（C.D.Anderson）就是利用這個(gè)辦法發(fā)現(xiàn)正電子的。為此他獲得了1936年諾貝爾物理獎(jiǎng)。答：(1)由a到c第二十一頁(yè)第二十二頁(yè)，共25頁(yè)。1.掌握應(yīng)用畢奧—薩伐爾定律和磁場(chǎng)疊加原理求解磁場(chǎng)等問(wèn)題的方法：2.能夠用已知典型電流的磁場(chǎng)疊加求未知磁場(chǎng)分布：（2）無(wú)限長(zhǎng)細(xì)直線電流（1）有限長(zhǎng)細(xì)直線電流（3）通電流的細(xì)圓環(huán)中心（4）通電流的均勻密繞直螺線管軸線上（5）通電流無(wú)限長(zhǎng)均勻密繞螺線管內(nèi)第二十二頁(yè)第二十三頁(yè)，共25頁(yè)。3.掌握安培環(huán)路定