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08-3 安培环路定理及应用.pptx

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本课件给出安培环路定理的表述与电流正负规定,以无限长载流直导线为例完成证明,随后示范用环路定理求解长直导线、载流螺线管与环形螺线管内部的磁感应强度,并说明定理的适用条件与对称性要求。

安培环路定理封面页,标示本章讲解的安培环路定理的表述与证明思路、定理在长直导线与螺线管中的应用、对称性与定理的适用范围等内容。
闭合回路讲解页,给出磁感应强度沿的线积分等于环路所包围的电流代数和乘以μ0。
闭合回路(续1)讲解页,给出设闭合回路为圆形回路(与成右螺旋)载流长直导线的磁感应强度为安培环路定理的证明:若电流反向。
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第1页:安培环路定理

安培环路定理

第2页:闭合回路

闭合回路

磁感应强度沿的线积分等于环路所包围的电流代数和乘以μ0。

  • 1.定理表述数学表达式:电流正负规定:电流方向与环路方向满足右手定则时电流I取正;反之取负

静电场

第3页:闭合回路(续1)

闭合回路(续1)

o设闭合回路为圆形回路(与成右螺旋)载流长直导线的磁感应强度为安培环路定理的证明:若电流反向,环路方向不变,•以无限长载流直导线的磁场为例

第4页:安培环路定理(续1)

安培环路定理(续1)

  • •对任意形状的回路•电流在回路之外与成右螺旋

第5页:安培环路定理(续2)

安培环路定理(续2)

  • •多电流情况以上结果对任意形状的闭合电流(伸向无限远的电流)均成立.√安培环路定理

第6页:电流正负规定

电流正负规定

定理描述的是B的环流于L所包围的电流的关系,而不是B与电流I的关系(1)电流正负规定:电流方向与环路方向满足右手定则时电流I取正;反之取负。

  • 2.明确几点(2)定理中的是闭合曲线L内外所有的电流激发的总场

(5)安培环路定理说明磁场性质—磁场是有旋场。

  • (4)正确理解的含义内(6)环路定理只适用于闭合电流或无限电流.有限电流不适用环路定理,只能用毕奥—萨伐尔定律

第7页:路定理求磁感应强度的关健

路定理求磁感应强度的关健

选取环路原则目的是将
或(1)环路要经过所研究的场点

利用安培环路定理求磁感应强度的关健:根据磁场分布的对称性,选取合适的闭合环路。

安培环路定理为我们提供了求磁感应强度的另一种方法。

但利用安培环路定理求磁感应强度要求磁场具有高度的对称性。

(2)环路的长度便于计算;(3)要求环路上各点大小相等,的方向与环路方向一致,的方向与环路方向垂直,写成

第8页:例1:无限长圆柱形载流导体半径为

例1:无限长圆柱形载流导体半径为

例1:无限长圆柱形载流导体半径为R,通有电流为I,电流在导体横载面上均匀分布,求圆柱体内、外的磁感应强度的分布。

PO

第9页:圆柱体外部

圆柱体外部

环路内电流代数和为
1.:r > R区域,在圆柱体外作半径为r的环路,方向选逆时针解:导体内外的磁场是以中心轴线为对称分布的

由于环路上各点磁感应强度大小相等,方向与环路一致

第10页:圆柱体内部

圆柱体内部

环路内电流代数和为
r < R区域,作半径为r的环路,选逆时针方向为回路正方向

由于环路上各点磁感应强度大小相等,方向与环路一致。

  • 2.圆柱体内部:分布曲线:磁场方向:与电流成右手定则方向

第11页:安培环路定理(续3)

安培环路定理(续3)

无限长载流圆柱面的磁场解磁场方向:与电流成右手定则方向

第12页:例2:密绕载流螺线管通有电流为I

例2:密绕载流螺线管通有电流为I

例2:密绕载流螺线管通有电流为I,线圈密度为n,求管内一点的磁感应强度。

...............+++++++++++++++解:理想密绕螺线管,管内的磁场是均匀的,管外的磁场为0;作闭合环路abcda,环路内的电流代数和为:螺线管外

第13页:例3:一环形载流螺线管,匝数为N

例3:一环形载流螺线管,匝数为N

例3:一环形载流螺线管,匝数为N,内径为R1,外径为R2,通有电流I,求管内磁感应强度。

解:在管内作环路半径为r的圆环,环路内电流代数和为:当r>>(R2–R1)时为沿轴向线圈密度;与直螺管的结论一致

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