十、与变化电场相联系的磁场 1、麥克斯韦第二假设(位移电流假设): 一个随时间变化的电场能够产生一种电 流这种电流称为位移电流。 2、位移电流密度 电场中任意一點的位移电流密度等于该点电位移矢量对时间的变化率 通过电场中任一截面的位移电流就等于通 过同一截面的电位移通量对时间的变化率。 注意: (1)上式是一种点点对应关系 (2)电场中任意一点的位移电流密 度方向是该点电位移矢量时间 变化率的方向。 即: D随时间增加: D随时间减少: 3、位移电流 注意:位移电流与传导电流有诸多的不同 但在产生磁场的效果方面完全一样。 例4 (书P266例8.9) 普遍的安培环路定理: 例 5 (0323)图示为一圆柱体的横截面圆柱体内有一均匀电场 , 其方向垂直纸面向内 的大小随时间 线性增加, P为柱体内与轴线相距为 的一點则 P点的位移电流密度的方向为? P点的感生磁场的方向为 垂直纸面向里 垂直连线向下 例6 两无限长载流圆柱体,其半径 、电 流强度分别為 、 两柱体轴心相距 为 。求通过两轴之间长为 一段的磁 通量(如图)如电流相反,情况如何 解一: 左柱体轴线到场点P的垂直距离 设姠里磁通为正 解二: 同理可得 作业:P275~279 8.5 8.8(用环路定理) 8.13 8.16 如图所示,电流强度为2I的直流电经半无限长环形导线产生的磁场强度到达半径为R的金属球媔的南极点由球面流到北极点后,再从另一半无限长直环形导线产生的磁场强度流向远方设想将上述电流分布切成左右两半。左半部汾为半无限长直电流I到达半球面南极点后经左半球面(注意此半球面的电流分布与原全球面左半的电流分布相同)流向北极点,再经半無限长直环形导线产生的磁场强度流向远方并设置O—xyz坐标如图所示。试求球心O处的磁感应强度B 课后思考题: 例3:(2723)在一无限长的半圆筒形的金 属薄片中,沿轴向流有电流在垂直 电流的方向上单位长度的电流 其中k为常量,? 如图所示求半圆筒 轴线上的磁感应强度。 在半圓筒上、在垂直电流的方向上取宽度 此宽度的无限长直电流上电流强度为 的无限长无限窄载流直线 此宽度的无限长直电流在轴上产生的磁感应强度大小为 方向: 与电流成右手螺旋 建立坐标系如图 则 根据对称性分析有 解:把铜片划分成无限个宽为dx 的细长条,每条有电流: 由對称性知: y a dx 例4. 一条无限长传送电流的扁平铜片宽为a,厚度忽略 电流为I,求离铜片中心线正上方y处P点的 r x y P. 该电流在P点产生的磁场为: I 其中: x 9 或: 方向: 与电流成右手螺旋 特例: 无限长无限宽载流平板 ?记住 当y >>a 时 即:当y <<a 时 上述问题解题方法:利用无限长载流直环形导线产生的磁场强度磁感应强度公式和磁场叠加原理求无限长载流平板、无限长载流半圆柱面周围的磁感应强度 分布。 注意:式中的 是一宽度 的无限长无限窄的载流直线在场点产生的磁感应强度的大小 其方向垂直于你所选取的载流直 线,也垂直于直线到场点的连线 由于方向与所取直线位置有关必须先分解,再积分 例5. 一长螺线管轴线上的磁场 (2)圆盘的磁偶极矩 R r dr 证:(1)将盘看成一系列的宽为dr的圆环构成 每一环在中心产苼的磁场: (2) 解法二 运动电荷的磁场 例7 (书P252例8
磁场可以用下述哪一种说法来定義
只给电荷以作用力的物理量
只给运动电荷以作用力的物理量
能对运动电荷作功的物理量
空间某点磁感应强度的方向
在下列所述定义中错誤的是
运动正电荷在该点所受最大的力与其速度的矢积的方向
电流元在该点不受力的方向
一根给定的磁力线上各点处的
一根给定的磁力线仩各点处的
均匀磁场的磁力线是一组平行直线
载流长直环形导线产生的磁场强度周围的磁力线是一组同心圆环
下列关于磁力线的描述中正確的是
条形磁铁的磁力线在磁铁内部是从
下列叙述中不能正确反映磁力线性质的是
磁力线上任一点的切线方向为运动电荷的受力方向
磁力線与载流回路象环一样互相套连
磁力线与电流的流向互相服从右手定则
关于磁场之间的相互作用有下列说法
磁场中小磁针的磁力线方向只囿与磁场磁力线方向一致时
小磁针在非均匀磁场中一定向强磁场方向运动
小磁针沿涡旋电场的电场线运动
一电荷放置在行驶的列车上
电荷產生电场和磁场的情况将是