探究电流周围的磁场
探究电流周围的磁场-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
探究电流周围的磁场
一、 单选题(每道小题 3分 共 30分 )
1. 在图中，标出磁场B 的方向，通电直导线中电流I 的方向，以及通电直导线所受磁场力F 的方向，其中正确的是 [ ]
2. 通电螺线管内有一在磁场力作用下面处于静止的小磁针，磁针指向如图所示，则 [ ]
A ．螺线管的P 端为N 极，a 接电源的正极
B ．螺线管的P 端为N 极，a 接电源的负极
C ．螺线管的P 端为S 极，a 接电源的正极
D ．螺线管的P 端为S 极，a 接电源的负极
3. 关于磁感线的描述，错误的是 [ ]
A ．磁感线是表示磁场强弱和方向的曲线
B ．磁感线是闭合的曲线
C ．任意两条磁感线都不能相交
D ．自由的小磁针在磁场作用下，将沿磁感线运动
4. 如图所示为两根互相平行的通电直导线a ，b 的横截面图，a ，b 中的电流方向已在图中标出，那么导线a 中的电流产生的磁场的磁感线环绕方向及导线b 所受的磁场力的方向分别是： [ ]
A ．磁感线顺时针方向，磁场力向左
B ．磁感线顺时针方向，磁场力向右
C ．磁感线逆时针方向，磁场力向左\par
D ．磁感线逆时针方向，磁场力向右
5. 如图所示, 在水平放置的光滑绝缘杆ab 上, 挂有两个相同的金属环M 和N ．当两环均通以图示的相同方向的电流时，分析下列说法中，哪种说法正确 [ ]
A ．两环静止不动
B ．两环互相靠近
C ．两环互相远离
D ．两环同时向左运动
6.
如图所示，在磁感应强度为的匀强磁场中，有一个可绕轴转动的单匝正方形线圈，每边长为．当线圈平面与磁场平行且电流强度为时，线圈受到的磁场力的力矩为．．．B OO'L I [ ]A BIL B 2BIL C BIL 222
12
7. 一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于a、b两
点．棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电
流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力．为了使拉力等于零，可[ ]
A．适当减小磁感应强度 B．使磁场反向
C．适当增大电流强度 D．使电流反向
8. 如图所示，载有恒定电流的闭合弹簧线圈环套在条形磁铁的中心位置，
则[ ]
A.环受沿半径向外的安培力, 磁铁的磁场穿过环内的磁通量有增大倾向
B.B. 环受沿半径向外的安培力, 磁铁的磁场穿过环内的磁通量有减小倾向
C.C. 环受沿半径向内的安培力, 磁铁的磁场穿过环内的磁通量有增大倾向
D.D. 环受沿半径向内的安培力, 磁铁的磁场穿过环内的磁通量有减小倾向
9. 如图所示，一个闭合线圈套在条形磁铁靠近N极这一端，当在线圈中通以图示方向的电流I时，则[ ]
A．线圈圆面将有被拉大的倾向
B．线圈圆面将有被压小的倾向
C．线圈将向上平移
D．线圈将向S极一端平移
10. 如图，四个相同的矩形线圈，通以相同的电流，同时放在匀强磁场内，线圈平面都与磁场平行，所不同的只是各线圈的转轴
OO'位置不同，下面说法正确的是[ ]
A．C所受力矩最大
B．b所受力矩最小
C．四个线圈所受力矩各不相同
D．四个线圈所受力矩相同
二、填空题(1-2每题 3分, 3-4每题 4分, 第5小
题 6分, 共 20分)
1. 一面积为S的长方形线圈从图所示的位置在磁感应强度为B的匀强
磁场中转动(转轴与磁场方向垂直)了60°的瞬时，穿过线圈的磁通量
F=____．
2. 如图所示，一粗细均匀、重1N的金属丝ab，两端用相同的轻弹簧
挂起(弹簧下端与金属丝绝缘)，放在一方向垂直于纸面向里的匀强磁
场(匀强磁场的范围足够大)中，若在金属丝中通入大小为I、方向自
a至b的电流，此时所受安培力的大小为0.5N，金属丝下降1mm；
若改在金属丝中通入大小仍为I但方向自b至a的电流，金属丝应
下降_______mm．
3. 如图，通电导线ab紧靠着竖直导轨恰能匀速下滑，已知ab和导
轨间的摩擦系数为0.50，匀强磁场方向竖直向上，ab质量为
0.010kg，则通过ab的电流方向为______，ab受的磁场力为
__________(g取10m/s2)
4. 如图所示，正方形线框每边长为L，每边质量为m，可绕z轴自由转动，由于线框通入电流而转至图中虚线位置，线框平面和竖直方向夹角为a，设线框中电流强度为I，方向为逆时针方向，则与y轴平行的磁场的磁
感应强度的方向为______，大小为____．
5. 如图所示，有一正方形线框边长为0.4m , 线框平面和匀强磁场
的磁感线夹角为30癨b , 现已知线框内磁通量为0.2Wb , 则磁场
的磁感应强度为B=____T．当线框平面以O为轴逆时针旋转30°
时，线框内磁通量的变化量为
△F=_______________Wb．当线框平面由初始位置逆时针旋转
180°时，线框内磁通量的变化量为△
F'=__________________Wb．
三、多选题(每道小题 5分共 40分 )
1.关于样感应强度，下列哪些说法是正确的 [ ]
A．一小段通电导线放在磁感应强度为零的地方，它受到的磁场力一定为零B．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零C．磁场中某处的磁感强度跟放在那里的一小段通电导线的电流强度有关系D．磁感应强度的方向一定跟磁场力的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直2. 关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是： [ ]
A．磁感线从永久磁铁的N极发出指向S极，并在S极终止
B．任何磁场的磁感线都不会相交
C．磁感线可以用来表示磁场的强弱和方向
D．匀强磁场的磁感线平行等距，但这只是空间磁场内局部范围内的情
况，整体的匀强磁场是不存在的
3. 彼此绝缘、互相垂直放置的两通电直导线中电流方向如图所示，在两导
线周围空间磁场较强的区域在[ ]
A．Ⅰ区 B．Ⅱ区 C．Ⅲ区 D．Ⅳ区
4. 如图所示，四个放在匀强磁场中的通电线圈，能够由图示位置开始绕转动轴OO'发生转动的是[ ]
5. 关于安培力的方向，下列说法正确的是 [ ]
A．安培力F的方向不总是垂直于由I与B所构成的平面\par B．安培力F的
方向由I的方向和B的方向共同决定
C．如果I和B其中一个量的方向变为原来方向的反方向；则安培力F的方向也变为原来方向的反方向
D．若I和B两个量的方向都变为原来方向的反方向，则安培力F的方向不
变
6. 如图，a、b、c、d是四根长度相等、等间距地被固定在同一竖直平面上的通电长直导线，当它们通以大小相等、方向如图的电流时，各导线所受磁场力的合力情况是[ ]
A．导线a的受力方向向左B．导线b的受力方向向左
C．导线c的受力方向向左 D．导线d的受力方向向右
7. 如图，一条形磁铁放在水平桌面上，在它的正中央上方固定一直导
线，导线与磁铁垂直，若给导线通以垂直于纸面向里的电流，则
[ ]
A．磁铁对桌面的压力增大 B．磁铁对桌面的压力减少
C．桌面对磁铁没有摩擦力D．磁铁所受的合力不变
8. 如图所示, 空间各处都有匀强磁场, 将一导线AO放在XOY面上通以电流I, 导线与OX夹角为45°．已知AO导线受的磁场力方向沿
Z轴的负方向．若将此导线改放在OZ轴上，并通以沿ZO方向的电流，这时导线受的磁场力方向沿X轴正向，则磁场方向可能是[ ]
A．沿X轴正方向 B．沿Y轴正方向
C．沿Z轴正方向 D．与AO不垂直
四、计算题( 10分 )
如图所示, 光滑的U形导电轨道与水平面的夹角为q, 空间有一范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场，一质量为m的光滑裸导体棒ab恰能静止在导轨上，试确定图中电池的正负极并求导体中的电流所受磁场力的大小(当地的重力加速度为g)．
单元练习试题答案
一、单选题
1. C
2. B
3. D
4. B
5. B
6. C
7. C
8. C
9. A 10. D
二、填空题
1. 0.5BS
2. 3
3. b→a；0.2N
4. y轴正向；2mgtga/IL
5. 2.5； 0.146； 0.4
三、多选题
1. AD
2. B、C、D
3. BD
4. CD
5. BCD
6. ACD
7. ACD
8. BD
四、计算题
1. 只有当d为正极、c为负极时ab棒才可能静止．对ab棒进行受力分析，由平衡条件可得F磁=mgtgq．
利用MATLAB分析圆环电流的磁场分布解读
第 29卷第 1期 V ol 129 N o 11 长春师范学院学报 (自然科学版 Journal of Changchun N ormal University (Natural Science 2010年 2月 Feb. 2010 利用 MAT LAB 分析圆环电流的磁场分布 王玉梅 , 孙庆龙 (陕西理工学院物理系 , 陕西汉中 723003 [摘要 ]根据毕奥—萨伐尔定律推导出圆环电流磁场分布的积分表示 , 利用M AT LAB 的符号积分给 出计算结果 , 并绘制磁场分布的三维曲线。在数值结果中选取一些代表点讨论磁场的分布规律。 [关键词 ]圆环电流 ; 磁场 ; M AT LAB ; 符号积分 ; 三维绘图 [中图分类号 ]O4-39 [文献标识码 ]A []--04 [收稿日期 ]2009-08-18 [作者简介 ]王玉梅 (1975- , 女 , 山西芮城人 , 陕西理工学院物理系讲师 , 从事大学物理教学与研究。 毕奥— , 强度。 , 可以计算任意形状的电流所产生的磁场。 , 利用 MAT LAB 软件进行计算 , 并绘制磁场分布的三维曲线 , 最后对结果进行讨论 1圆环电流在空间任一点的磁场分布
图 1圆环电流磁场分析用图 如图 1所示 , 根据毕奥—萨伐尔定律 , 任一电流元 Id l _ 在 P 点产生 的磁感应强度 d B _ =μ4π_ ×e _ r 2 , [1]其中 r _和r _′ 分别为 P 点相对于坐标 原点和电流元 Id l _的位矢, r _″ 为电流元 Id l _ 相对于坐标原点的位矢。 r _′ =r _+r _ ″ , r _′ =x i _ +y j _ +z k _ , r _ ″ =R(cos θi _ +sin θj _ (其中 R 为圆环电流半径 ,
沪科版3-1选修三5.3《探究电流周围的磁场》WORD教案3
5.3探究电流周围的磁场 【教学目标】 知识与技能： 1、知道电流周围存在磁场，知道通电螺线管对外相当于一个磁体，会用安培定则确定相应 磁体的磁极和通电螺管的电流方向。 2、培养学生初步的观察能力、实验能力、分析概括、作图能力。 3、培养学生良好的学习习惯，实事求是的科学态度。 过程与方法：［来源:https://www.360docs.net/doc/9f1274085.html,］ 1.观察奥斯特实验了解电流的磁场，知道磁场方向跟电流方向有关系，培养学生的观察实 验能力。 2.通过观察通电螺线管的实验，发现通电螺线管的磁极跟电流的关系，总结 出安培定则，培养学生的分析概括能力。 3.从安培定则的应用，培养学生的思维作图能力。 情感态度与价值观： 养成实事求是，尊重自然规律科学态度，在解决问题的过程中，有克服困难的 信心和决心，能体验战胜困难、解决物理问题的喜悦。 【教学重点】 奥斯特实验，通电螺线管周围的磁场，安培定则。 【教学难点】 安培定则的运用［来源学科网］ 【教学准备】［来源:学科网］ 螺线管、铁屑、通电螺线管周围磁感线的主体模型，干电池铜导线。 【教学方法】 探究式教学法 【教学过程】 一、复习、引入新课 1、复习磁的基本知识 任何磁体都有两个磁极：分别叫做_________ 和____ 磁极间的相互作用规律是：_____________________ 磁体周围存在着 ________ .它是确实存在着的一种物质。物理学中引入了来描述它。 图一：根据磁铁的磁场方向画出小磁针的磁极; 图二：根据磁针指向画出磁铁的磁极。
图一图二 2、利用多媒体展示电磁体的应用，引导学生对生活、生产中大量电器的观察，使学生意识到电与磁有 着密切的联系，同时，演示电磁铁吸引小铁钉的实验，弓I发学生思考：电能生磁吗？由此引入新课。板书：第二节电流的磁场 二、进行新课 1电与磁的关系 (1)指导学生阅读和观察教材102页，图16-7所示的电器设备。 (2)奥斯特实验 实验器材：小磁针、电源、导线、开关 师：介绍实验器材，在介绍这些实验器材的同时，提出问题让学生思考 实验步骤： 第一，观察小磁针静止时的指向，受地磁场影响磁针的南北极的方向。然后按照如图所示、连接电路。将导线平行地位在静止的小磁针的上方闭合开关，观察小磁针是否偏转, 注意观察N极指向什么方向。 第二，断开开关，观察小磁针是否偏转。 第三，将电源两极对调，改变电流方向，观察小磁针N极是否偏转，注意看N极向什 么方向转动。 第四，根据观察到的实验现象讨论以下几个问题。 师：(1)小磁针在什么情况下偏转？什么情况下不偏转？ (2 )小磁针为什么会偏转？ (3)小磁针偏转方向跟什么因素有关？ 第五，通过观察和实验，师生共同讨论总结实验结论。 板书：实验结论 ①通电导线和磁体一样，周围存在着磁场，即(电流的磁场) 。 ②电流的磁场方向跟电流方向有关。 2、通电螺线管的磁场 奥斯特实验向世人说明了一个非常重要的事实：通电导体周围存在磁场。这引起了人 们极大的兴趣，人们因此把导线绕成各种形状，然后进行通电，其中把导线绕成螺线
探究磁场对电流的作用 说课稿
《磁场》 说 课 设 计 姓名： 班级： 学号： 教材：鲁科版选修3-1
《探究磁场对电流的作用》说课稿 各位老师，你们好！ 今天我要进行说课的内容是鲁科版教材选修3-1第六章第1节内容《探究磁场对电流的作用》 首先，我对本次课程内容进行分析。 一、教材分析 1、教材的特点、地位与作用 这是普通高中课程标准实验教科书物理选修3-1(司南版)，第六章第一节《探究磁场对电流的作用》。 本节内容不仅是与上章知识(磁场性质)的联系点，而且是学习电流表工作原理和推导洛伦兹力公式的基础，在教材中承上启下作用。反应与电学知识、力学知识之间密切联系，是高中物理电磁学的重点部分。安培力与哪些因素有关的科学探究是采用控制变量法探究物理基本规律的一节课，涵盖了科学探究的基本因素，让学生在认知过程中体验领悟科学探究的意义，掌握研究问题的科学方法。 由于电流周围存在磁场，而磁场间存在相互作用，于是磁场对通电的导体存在的作用力便成了本节研究的话题。本节借助定量的研究，主要得到安培力与电流的大小成正比、与垂直磁场方向的导体长度成正比的结论，并为下一节的磁感应强度的定义做了先期准备，实验是这节课的教学重点。 2、教学目标 根据本教材的结构和内容分析，结合高二年级学生他们的认知结构及其心理特征，我制定了以下的教学目标。 ①知识与技能： 通过实验认识安培力，知道影响安培力大小和方向的因素；熟练应用左手定则判断安培力的方向，知道电动机和磁电式电流表的工作原理。 ②过程与方法： 通过实验，培养学生利用“控制变量法”总结归纳物理规律的能力；通过学习左手定则，培养学生的空间想象能力；通过自主探究，培养学生实验、探究的能力及相互协作、实事求是的精神。 ③情感、态度与价值观： 通过学习安培力，使学生领悟自然界的奇妙与和谐，激发学生对科学的好奇心与求知欲，培养学生的科学猜想能力；通过实验探究安培力的定量关系，将学生获得的对安培力定性的感性认识转移到定量的研究上，引导学生将探究的层次推向精神研究的层面。 3、教学的重、难点 结合课程标准的要求，在用教材教的基础上，我确定了以下的教学重点和难点 1. 教学重点：实验探究安培力的大小和方向 2. 教学难点：探究影响安培力大小的因素，找出其定量关系；对左手定则涉及到的空间关系的理解。 重难点的解决：以学生实验为突破口，引导学生掌握电流在磁场中所受安培力大小的决定因素；反复地借助实验来理解左手定则，建立磁场方向、电流方向和安培力方向三者关系的正确图景。 为了讲清教材的重、难点，使学生能够达到本节内容设定的教学目标，我再从学生和教法两方面进行说明。
磁场对电流的作用
《磁场对电流的作用》教案 教学目标 知识与能力 1．知道磁场对通电导体有作用力。 2．知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁感应线方向有关，改变电流方向或改变磁感线方向，导体的受力方 向随着改变。 3．知道通电线圈在磁场中转动的道理。 4．知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动，是消耗了电能，得到了机械能。 5．培养学生观察能力和推理、归纳、概括物理知识的能力。 过程与方法 培养学生理论联系实际的意识 感态度与价值观 通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学习科学技术知识的兴趣。
教学重点、难点 重点 1磁场对通电的导体有力的作用 2通电的导体的受力方向跟磁场方向和电流方向有关 难点 左手定则的运用 （二）教具 小型直流电动机一台，学生用电源一台，大蹄形磁铁一块，干电池一节，用铝箔自制的圆筒一根（粗细、长短与铅笔差不 多），两根铝箔条（用透明胶与铝箔筒的两端相连接），支架 （吊铝箔筒用）,如课本图12—10的挂图，线圈（参见图12 —2），抄有题目的小黑板一块（也可用幻灯片代替）。 (三）教学过程 1复习相关知识并提问： 1.磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生（）作用， 磁体间的相互作用就是通过（）发生的。 2.将一根导线平行地放在静止的小磁针上方，当导线通电时， 发现小磁针（），说明电流周围存在（）。
2．引入新课 本章主要研究电能：第一节和第二节我们研究了获得电能的原理和方法，第三节我们研究了电能的输送，电能输送到用电单位，要使用电能，这就涉及到用电器，以前我们研究了电灯、电炉、电话等用电器，今天我们要研究另一种用电器一电动机。 出示电动机，给它通电，学生看到电动机转动，提高了学习兴趣。 提问：电动机是根据什么原理工作的呢？ 讲述：要回答这个问题，还得请同学们回忆一下奥斯特实验的发现—电流周围存在磁场，电流通过它产生的磁场对磁体施加作用力（如电流通过它的磁场使周围小磁针受力而转动）。根据物体间力的作用是相互的，电流对磁体施加力时，磁体也应该对电流有力的作用。下面我们通过实验来研究这个推断。 3．进行新课 (1)通电导体在磁场里受到力的作用 板书课题：〈第四节磁场对电流的作用〉
实验3.09磁场分布
实验3.9 磁场分布测量 磁场的测量有许多方法，常用的有电磁感应法，半导体（霍耳效应）探测法和核磁共振法。本实验使用的是电磁感应法测量磁场，它是以简单的线圈作为测量元件，利用电磁感应原理直接测量亥姆霍兹（Helmholtz ）线圈产生的磁场。值得一提的是本实验所使用的亥姆霍兹线圈在物理研究中有许多用处，如产生磁共振，消除地磁的影响等，获1997年诺贝尔物理奖的实验中，就有若干对这种线圈，因此熟悉这种线圈产生的磁场是很有意义的。 3.9.1实验目的 1．学习电磁感应法测磁场的原理； 2．学习用探测线圈测量载流线圈的磁场的方法； 3．验证矢量叠加的原理； 4．了解亥姆霍兹线圈磁场的特点。 3.9.2实验原理 3.9.2.1电磁感应法测磁场 当导线中通有变化电流时，其周围空间必然产生变化磁场。处在变化磁场中的闭合回路，由于通过它的磁通量发生变化，回路中将有感应电动势产生。通过测量此感应电动势的大小就可以计算出磁场的量值。这就是感应法测磁场的实质。 因为磁场是一矢量场，所以测量磁场的任务，就是要测出场中各点的磁感应强度的大小和方向。 为叙述简单起见，先假定有一个均匀的交变磁场，其量值随时间t 按正弦规律变化 t B B m i ωsin = 式中B m 为磁感应强度的峰值，其有效值记作B ，ω为角频率。再假设置于此磁场中的探测线圈T （线圈面积为S ，共有N 匝）的法线n 与B m 之间的夹角为θ，如图3.9.1所示，则通过T 的总磁通φi 为 θωφcos sin t NSB N m i i =?=B S 由于磁场是交变的，因此在线圈中会出现感 应电动势，其值为 θωωφ cos cos t B NS dt d e m i -=-= （3.9.1） 如果把T 的两条引线与一个交流数字电压表连接，交流数字电压表的读数U 表示被测量值的有效值（rms ），当其内阻远大于探测线圈的电阻时有 θωcos rms B NS e U == （3.9.2） 从（3.9.2）式可知，当N ，S ，ω，B 一定时，角θ越小，交流数字电压表读数越大。当θ =0时，交流数字电压表的示值达最大值U max ，（3.9.2）式成为 ω NS U B max = （3.9.3） 测量时，把探测线圈放在待测点，用手不断转动它的方位，直到数字电压表的示值达到最大为止。把所得读数U max 代入（3.9.3）式就可算出该点的磁场值。 图3.9.1感应法测磁场原理图
磁场磁场对电流的作用
第十章磁场 考纲预览 71.电流的磁场 (I) 72.磁感应强度、磁感线、地磁场 (Ⅱ) 73.磁性材料、分子电流假说 (Ⅱ) 74.磁场对通电直导线的作用、安培力、左手定则 (Ⅱ) 75.磁电式电表原理 (I) 76.磁场对运动电荷的作用，洛伦兹力、带电粒子在匀强磁场中的运动 (Ⅱ) 77.质谱仪，回旋加速器 (I) 说明： 1.安培力计算限于直导线跟B平行或垂直的两种情况 2.洛伦兹力的计算限于v跟B平行或垂直的两种情况 热点提示 1.电流的磁场 2.磁感应强度、磁感线 3.安培力、左手定则 4.洛伦兹力，粒子在磁场中的运动 5.对安培定则和左手定则的考查，以定性分析为主，如对电流产生磁场的判断、安培力作 用下的运动、运动电荷在磁场中的受力等 6.带电粒子在有界磁场中的运动，是高考的热点和重点之一，此类问题很好地体现了“数 理结合”思想，综合性强，能力要求高 7.带电粒子在复合场中的运动，是力学和电学的综合点，涉及的知识较多，解决时要注意 力学知识及三大方法的渗透 8.理论联系实际，对一些应用类模型，如速度选择器、质谱仪、回旋加速器、磁流体发电 机等，应灵活应用所学知识、分析工作原理、推导相关物理量 磁场磁场对电流的作用 一、磁场 1.磁场：磁极、电流和运动电荷周围存在的一种_______，其最基本的性质是对放入其中 的_______、_______有力的作用． 2.磁场的方向：在磁场中的任一点，小磁针_____极受磁场力的方向，就是那一点的磁场 方向(或小磁场静止时_____极所指方向)． 3.磁感线：在磁场中画出一些有方向的曲线，曲线的_______表示该位置的磁场方向，曲 线的_______能定性地描述磁场的强弱，这一系列曲线称为磁感线．磁感线不_______、不 _______；磁感线是_______曲线(磁体外部由N→S，内部由S→N)． 条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电螺线管形成的磁场的磁感线分布各有何 特点?你能画一画吗？ 4.地球本身也会在附近的空间产生磁场，叫做地磁场．地球的磁场与条形磁体的磁场相似， 其主要特点有三个： (1)地磁场的N极在地球_______附近。S极在地球_______附近． (2)地磁场B的水平位置Bx总是从地球_______指向地球_______；而竖直分量By在南半 球垂直地面_______，在北半球垂直地面_______。 (3)在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平_______. 4.电流的磁场安培定则
载流圆线圈周围磁场分布
载流圆线圈周围磁场分布 孟雨 孟雨物理工程学院11级物理学类三班 Email:1240123245@https://www.360docs.net/doc/9f1274085.html, 摘要：本文第一次在直角坐标系中直接从磁感应强度的计算公式毕奥-萨伐尔定律出发，精确求解了圆电流空间任一点磁场分布。并通过数值模拟，给出了圆电流周围磁场的空间分布情况。 关键词：载流圆线圈、椭圆积分、磁感应强度、数值模拟 0.引言 圆电流的磁场分布是电磁学中一个重要而典型的问题，不少学者进行求解此方面问题时一般采用矢势方法，而即使采用最为基本的毕奥-萨伐尔定律求解时，求解的也是简化后的磁场在固定平面内的分布，而非整个三维空间内的分布。究其原因，在于积分的复杂性。即使求解磁场在平面内的分布，也涉及复杂的椭圆积分，因此对于磁场在三维空间任意处的分布，很多学者避而不答。本文仅采用最为基本的毕奥-萨伐尔定律，通过一系列变量替换直接在直角系给出了磁场分布的级数形式解。 本文与已发文章《闭合载流导线周围磁感应强度的空间分布》5【】（物理学刊27期）、《一个重要公式在电磁学中的应用》6【】（物理学刊29期）同属姊妹篇。第一篇文章提出了解决 该问题的一般方法，并推广到任意形状的闭合载流线圈，同时作为例子计算了过垂直载流圆线圈环面中心直线上的磁感应强度。第二篇文章是对第一篇文章的进一步探索，运用椭圆积分精确求解了载流圆线圈在其所在整个平面的强度分布情况。本文是前两篇文章的更深一步探索，最终精确求解了载流圆线圈在空间任意处的分布情况。通过这三篇文章，希望给大家带来的不仅仅是问题的答案，更为重要的是将作者一步步探索问题的过程呈献给大家，希望能给大家未来的学习和研究带来帮助。 1.载流圆线圈磁感应强度 这里直接引用文章【5】、【6】中的结果：
用Mathematica计算椭圆形电流的磁场分布
分类号UDC单位代码10642 密级公开学号2002466040 重庆文理学院 学士学位论文 论文题目：用Mathematica计算椭圆形电流的磁场分布 论文作者：王伯超 指导教师：石东平教授 专业：物理学 提交论文日期：2006年06月日 论文答辩日期：2006年06月日 学位授予单位：重庆文理学院 中国 重庆 2006年06月
Graduate Thesis of Chongqing University of Arts and sciences Calculation on the Magnetic Field Distribution of the Ellipse Current with Mathematica Candidate: Wang Bo-chao Supervisor: Shi Dong-ping Major: Physics Department of Physics & Information Engineering Chongqing University of Arts and Sciences June 2006
2002级物理学专业毕业论文目录 目录 摘要 ......................................................................................................................................... I Abstract ...................................................................................................................................... II 1 引言 . (1) 1.1 问题的提出及研究意义 (1) 1.1.1 问题的提出 (1) 1.1.2 研究的意义 (1) 1.2 国内外研究现状 (1) 1.2.1 圆形电流磁场分布研究现状 (1) 1.2.2 椭圆形电流磁场分布研究现状 (1) 2 基本原理 (1) 3 椭圆形电流的磁场分布 (2) 3.1 物理模型的建立 (2) 3.2 运用Mathematica进行计算 (3) 4 讨论 (3) 4.1 椭圆电流垂直轴上的磁场 (3) 4.2 椭圆电流焦点的磁场 (4) 4.3 圆形电流的磁场 (4) 5 结语 (5) 参考文献 (5) 致谢 (7)
高中物理 第5章 磁场与回旋加速器 5_3 探究电流周围的磁场学业分层测评 沪科版选修3-1
探究电流周围的磁场 (建议用时：45分钟) [学业达标] 1. (2016·临汾高二检测)如图5-3-5所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转．发现这个实验现象的物理学家是( ) 图5-3-5 A．牛顿B．爱因斯坦 C．奥斯特D．居里夫人 【解析】发现电流能使小磁针偏转的物理学家是奥斯特．故C正确． 【答案】C 2．(多选)通有恒定电流的长直螺线管，下列说法中正确的是( ) A．该螺线管内部是匀强磁场 B．该螺线管外部是匀强磁场 C．放在螺线管内部的小磁针静止时，小磁针N极指向螺线管的N极 D．放在螺线管外部中点处的小磁针静止时，小磁针N极指向螺线管的N极 【解析】长直螺线管内部中间部分是匀强磁场，在磁场中小磁针的N极指向就是该处磁场的方向． 【答案】AC 3. (2016·内江高二检测)如图5-3-6所示为一通电螺线管，a、b、c是通电螺线管内、外的三点，则三点中磁感线最密处为( ) 图5-3-6
A．a处B．b处 C．c处D．无法判断 【解析】通电螺线管的磁场类似于条形磁铁的磁场，内部最强，两端外侧稍弱，外部的中间部分最弱． 【答案】A 4．闭合开关S后，小磁针静止时N极指向如图5-3-7所示，那么图中电源的正极( ) 图5-3-7 A．一定在a端B．一定在b端 C．在a端或b端均可D．无法确定 【解析】磁铁外面的磁感线分布与通电螺线管相似，由安培定则即可判断电源的正极在a端． 【答案】A 5．直线电流周围的磁场，其磁感线分布和方向用下列哪个图来表示最合适( ) 【解析】由安培定则可判断A、C错误；直线电流周围的磁感线的分布，由近及远，由密逐渐变疏，而不是等距的同心圆，B错误，D正确． 【答案】D 6.如图5-3-8所示为磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，当在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时( ) 【导学号：37930062】
环形电流在空间一点产生的磁场强度
环形电流在空间一点产生的磁场强度 专业：工程力学 姓名：陈恩涛 学号：1153427 摘要：利用毕奥——萨法尔定律通过计算磁场的情况，得到环电流在整个空间的磁场分布表达式，其中运用了数学软件matlab 辅助求解！ 关键词：环形电流 磁场 矢量叠加 毕奥——萨法尔定律 引言：了解书本上环形电流中心轴线上的磁场分布情况后，为了更深入了解环形电流在空间的磁场分布情况，现运用毕奥——萨法尔定律对其求解，再根据矢量叠加原理，将其最终结果在直角坐标系中的三个坐标轴上的分量分离了出来，且验证了空间分布公式在特殊情况下也适用！ 计算过程; 1. 建立坐标系：设环半径为R ，以环 心0为原点，环形电流所在平面为 x0y 平面，以环中心轴为z 轴建立如图坐标系，则圆环的表达式为： 222x y R += 在空间内任意选取一点p(x,y,z)，在环 上任取一点11A(x ,y ,0)，则在A 点处的电流元Idl 满足关系式： Idl IR(isin jcos )d βββ=-+ （1） 而P,A 两点的矢径为： x z y p(x,y,z) R β 11A(x ,y ,0)
r (x R c o s )i (y R s i n ββ=-+-+ （2） 将（1）（2）式代入毕奥——萨法尔定律： 03Idl r dB 4r μπ?= （3） 得P 点的磁感应强度为: 00332222IR Idl r zi cos z jsin (R x cos ysin )k B d 4r 4(R y z 2yR sin )μμβββββππβ?++--==++-?? （4） 则令： 20x 302222IR zi cos B d 4(R y z 2yR sin )πμββπβ=++-? 20y 302222IR z jsin B d 4(R y z 2yR sin )πμββπβ=++-? （5） 20z 302222IR (R x cos ysin )k B d 4(R y z 2yR sin )πμβββπβ--= ++-? 这就是环形电流在空间产生的磁场在空间的分布分量情况! 特别地 当p(x,y,z)在环的中心轴线上即z 轴上时，其坐标为p(0,0,z)，代入 （5）组式，得到： 20x 30222IR zi cos B d 4(R z )πμββπ=+? 20y 30222IR z jsin B d 4(R z )πμββπ=+? 20z 30222IR Rk B d 4(R z )πμβπ= +? 利用matlab 分别输入以下程序并得相应结果： （其中0U 表示0μ，A 表示β）
圆环形电流的磁场分布
圆环形电流的磁场分布 福建省石狮市石光中学 陈龙法 摘 要 本文详细推算出圆环形电流的磁场分布（包括磁标势、磁感应强度），证明了圆电流平面上圆内的磁感应强 度为r 的单调增函数，且在圆心处磁感应强度有极小值。 设圆环形电流强度为I ，圆半径为R 0，以圆心为原点，过圆心垂直于圆面的轴为极轴，建立球坐标系。如图所示。用半径为R 0的球面把整个空间分成两个区域，在这两个区域内，磁场的标势分别满足拉普拉斯方程 012=?m φ （r
高中物理第五章磁场与回旋加速器5.3探究电流周围的磁场练习含解析沪科选修310530177
高中物理第五章磁场与回旋加速器5.3探究电流周围的磁场练习含解析沪科选修310530177 探究电流周围的磁场 一、选择题（一） 1.一根软铁棒被磁化的本质是() A.软铁棒中产生了分子电流 B.软铁棒中分子电流取向杂乱无章 C.软铁棒中分子电流消失 D.软铁棒中分子电流取向变得大致相同 解析:软铁棒中分子电流是一直存在的,并不因为外界的影响而产生或消失,故选项A、C错误。根据磁化过程实质知选项D正确,选项B错误。 答案:D 2.如图是通电直导线周围磁感线分布情况示意图,各图的中央表示垂直于纸面的通电直导线及其中电流的方向,其他的均为磁感线,其方向由箭头指向表示,这四个图中,正确的是() 解析:四个图中磁感线的方向都符合右手螺旋定则,但磁感线分布密度不同。 通电直导线周围磁场的磁感应强度跟导线中的电流I成正比,跟到通电直导线的垂直距离r成。可见,磁感线的分布,从通电直导线开始,由近而远,逐渐由密变疏。据此推理,可知只反比:B=k I I 有C图是正确的。 答案:C 3.如图所示为磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈,在线圈中心处挂上一个小磁针,且与线圈在同一平面内,则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时() A.小磁针N极向里转 B.小磁针N极向外转 C.小磁针在纸面内向左摆动 D.小磁针在纸面内向右摆动
解析:由安培定则可判断出线圈内磁场的方向是垂直纸面向里的,小磁针N极的受力方向垂直纸面向里,因此小磁针N极向里转,选项A正确。 答案:A 4.如图所示,三条长直导线都通以垂直于纸面向外的电流,且I1=I2=I3,则距三导线等距的A点的磁感应强度方向为() A.向上 B.向右 C.向左 D.向下 解析:I2与I3的磁场在A处产生的磁感应强度的矢量和是0,故在A处只有I1的磁感应强度。 答案:B 5.M1与M2为两根未被磁化的铁棒,现将它们分别放置于如图所示的位置,则被通电螺线管产生的磁场磁化后() A.M1的左端为N极,M2的右端为N极 B.M1和M2的右端均为N极 C.M1的右端为N极,M2的左端为N极 D.M1和M2的左端均为N极 解析:通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场很类似,要注意在磁体内部的磁感线的分布应该是从S 极指向N极的。 答案:A 6.(2014·浙江杭州检测)如图所示,通电直导线右边有一个矩形线框,线框平面与直导线共面,若使线框逐渐远离(平动)通电导线,则穿过线框的磁通量将() A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.保持不变 D.不能确定 解析:离导线越远,电流产生的磁场越弱,穿过线圈的磁感线条数越少,磁通量逐渐减小,故只有选项B正确。 答案:B
新课标鲁科版3-1选修三6.1《探究磁场对电流的作用》WORD教案1
第一节探究磁场对电流的作用（2课时） 【教学目的】 通过实验，认识到通电导线在磁场中受到力的作用，这种力就叫安培力；知道影响安培 力大小和方向的因素；知道左手定则和安培力大小的计算公式；用左手定则判断安培力的方 向，能计算在匀强磁场中，当通电导线所受安培力的大小。通过安培力了解磁感应强度的比 值定义法。 【教学重点】 使学生掌握电流在匀强磁场中所受安培力大小的决定因素、计算公式以及安培力方向的判定；使学生熟练的利用三视图来分析磁场、电流以及安培力之间的关系。并能扩展到线 框受力。 【教学难点】 在掌握磁感应强度定义的基础上，掌握磁场对电流作用的计算方法，并能熟练地运用 左手定则判断通电导线受到的磁场力的方向 【教学媒体】 实验：马蹄形磁铁、干电池、导线、通电直导线研究仪等。课件：磁电式多用电表的 内部结构FLASH电动机的原理FLASH 【教学安排】 第1课时 【新课导入】 （1）将粉笔放置在蹄形磁铁两极之间，粉笔受力吗？如果把粉笔换成是小磁针呢？ 生：粉笔不受力.小磁针受力（磁体T磁场T磁体） （2 ）我们上一章学过的奥斯特的实验我们看到了什么现象呢？为什么？生：看到了小磁针发生了偏转。因为通电导线产生的磁场对它施的力. （电流T磁场T磁体） 师：我们同样也知道运动的电荷也会产生磁场同样也会让小磁针发生偏转。 （运动电荷T磁场T磁体） （3 ）既然通电导线周围存在的磁场对小磁针有力的作用，那么小磁针也会产生磁场，小磁针的磁场对通电导线是否也有力的作用呢？（磁体_________ 【新课内容】 1、安培力的定义及力的作用点： 讲述：“上面的这个问题来自一位我们不得不提到的伟大的物理学家一一安培。他出身于一个富裕的家庭，不过在他身上历了各种不幸：父亲在法国大革命中被杀害，妻子过早的就离开了他，他一度沉浸在悲痛中，后来是卢梭关于植物学的著作燃起了他对科学的热情，他开始潜心研究学问。 他主要的贡献集中在电磁学方面：发现了电流产生磁场的规律---安培定律；提出 了著名的分子环流假说，阐述了磁现象的电本质；第一个把研究动电的理论称为“电动力学” ” 为了纪念安培，我们以其名字来命名电流的单位。符号为A。这是 物理7个基本单位之一。一p 讲述：在上个世纪，许多物理学家就提出通电导体在磁场里是否受力的问题，并着手研究?其中安培也在进行这方面的研究，并且他提出
磁场对电流的作用教学设计
磁场对电流的作用教学设计 教学目标： 知识与技能知道磁场对通电导线有力的作用. 知道磁场对通电导线的作用力方向跟磁场方向和电流方向有关. 过程与方法培养学生理论联系实际的意识. 情感、态度与价值观通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学习科学技术知识的兴趣。 教学重点： 通电导线在磁场中要受到力的作用。 教学过程 复习相关知识并提问： 1.磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生( ) 作用，磁体间的相互作用就是通过() 发生的。 2. 将一根导线平行地放在静止的小磁针上方，当导线通电时，发现小磁针( ) ，说明电流周围存在( ) 。 演示实验： 演示直流电动机通电转动 提出问题： 1. 电动机为什么会转动呢? 2. 奥斯特实验证明了什么? 通电导体周围存在磁场，并通过磁场使小磁针偏转，即电流对磁体有力的作用。
启发学生： 磁场对电流有没有力的作用呢? 实验： (1) 介绍实验装置，并连接好。渗透设计思想，明确实验研究对象是铜棒。 (2) 让学生明确实验目的，即磁场能否让通电后的铜棒运动。 (3) 实验条件逐步演示并观察实验现象，完成记录表格。 1 静止的铜棒通电后发生什么现象?原因是什么?运动受力 2 铜棒的运动方向、电流的方向和磁感线方向的角度关系? 互相垂直 3 不改变磁场方向而改变电流的方向，铜棒运动方向如何? 改变方向 4 不改变电流的方向，而改变磁场方向，铜棒运动方向怎样?改变方向 (4) 学生根据实验现象，分析得出结论。 通电导体在磁场中受到力的作用。力的方向，电流的方向和磁场线的方向互相垂直。通电导体在磁场里受力的方向跟电流的方向和磁感线的方向有关。 左手定则 伸开左手，使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受磁力的方向。
磁场对电流的作用
磁场对电流的作用 【目标展示】 一、知识与技能 1. 知道什么是安培力. 2. 知道左手定则的内容，会用左手定则熟练地判定安培力的方向，并会用它解答有关问题. 3. 会用安培力公式F=BIL解答有关问题. 4. 了解磁电式电流表的内部构造的原理. 二、过程与方法 通过演示、分析、归纳、运用使学生理解安培力的方向和大小的计算.培养空间想像能力. 三、情感态度与价值观 体验由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的科学思维方法（由特殊到一般）.并通过对磁电式电流表的内部构造的原理了解，感受物理知识之间的联系与实际应用. 【重点难点】 安培力的方向确定和大小的计算. 【教学建议】1. 安培力的方向一定与电流、磁感应强度方向垂直，但电流方向与磁感应强度的方向可以成任意角度；当电流方向与磁感应强度的方向垂直时，安培力最大，对此学生常常混淆. 2. 想象能力对本节学习至关重要、要使学生能够看懂立体图，熟悉各种角度的侧视图、俯视图和剖面图，需要一定的巩固训练.
3. 建议用实验观察法、逻辑推理法、讲解法等教学方法. 【教学过程】 环节一【复习导入】 复习提问导入，多媒体展示问题 1．磁感应强度是由什么决定的？ 答：磁感应强度是由产生磁场的电流的大小、分布和空间位置确定的. 2．磁感应强度的定义式是什么？ 答：磁感应强度的定义式是IL F B = 3．磁感应强度的定义式在什么条件下才成立？ 答：只有在通电导线垂直磁场方向放入匀强磁场中才成立. 4．垂直磁场方向放入匀强磁场的通电导线长L=1cm ，通电电流强度I=10A ，若它所受的磁场力F=5N ，求该磁场的磁感应强度B 是多少？ 答：因通电导线垂直磁场方向放入匀强磁场，所以根据磁感应强度的定义式 T T IL F B 5.001.0105=?== 5．若上题中通电导线平行磁场方向放入该磁场中，那么磁场的磁感应强度是多大？通电导线受到的磁场力是多少？ 答：当电流仍为I=10A ，B L //时，该处磁感应强度不变，仍为B=0.5T ，而通电导线所受磁场力F 为零. 【设计意图】通过问题、练习，巩固复习已有知识，为本节授课
16.3 磁场对电流的作用 电动机评价与测试(苏科版九年级)
- 1 - 三、磁场对电流的作用电动机 1．通电导体在磁场中受到力的作用，受力的方向跟和有关。如果这两者其中之一的方向改变，则力的方向，如果这两者的方向同时改变，则力的方向。 2．直流电动机是根据原理制成的，在输入电流时采用来改变线圈中的电流方向，从而使它能连续转动。 3．电动机工作时是把能转化为能，它与热机相比，一个最显著的优点。4．要使一台直流电动机的转速增大一些，下列方法中不可行的是( ) A．增大线圈中的电流B．换用输出电压较多的电源 C．将磁体的磁极对调D．换用磁性更强的磁体 5．关于通电导线在磁场里受力的方向与电流的方向和磁感线的方向之间的关系，下列说法中错误的是( ) A．改变电流方向，导体受力方向也会改变 B．改变磁场方向，导体受力方向也会改变 C．同时改变电流方向和磁场方向，导体受力方向也会改变 D．同时改变电流方向和磁场方向，导体受力方向不会改变 6．以下装置中利用磁场对通电导线的作用的原理制成的是 ( ) A．全自动洗衣机的进水阀门 B．电风扇中的电动机 C．电饭锅 D．电铃 7．如图所示，进行通电导线在磁场中受力运动实验，回答下列问题： （1）把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab，会发现导线 ab； （2）把电源的正负极对调后接入电路，使通过导线的电流方向与原来相 反，这时导线ab； （3）保持电源的正负极不变，对调磁体的磁极， 使磁场的方向与原来相反，这时导线ab。由此可以得出通电导线在磁场中要受到力的作用，而且受力的方向跟的方向和的方向都有关系。 8．如图所示，悬挂在金属丝上的金属棒AB处在磁场中，(1)当C、D 两个线头没有接到电池组的正、负极上时，AB棒保持静止不动，而一 但使C、D两个线头接触到电池组的正、负时，AB棒立即摆动起来， 这一现象说明了； (2)留心的同学还会注意到，当两个线头分别接触C、D两极时，金属 棒相对蹄形磁铁向里摆动，这一现象说明了； (3)如果两个线头像图示那样接触C、D，而把蹄形磁铁上下翻转一下(S极在上)，则金属棒相对蹄形磁铁向外摆动，这一现象说明了。 9．如图所示是检验磁场对通电导体作用的实验装置。当导体ab 流通过时，它受到磁场的作用力向上。
探究磁场对电流的作用
第六章第1节 探究磁场对电流的作用 ［课时安排］：1课时 ［教学目标］ 1．知识与技能： （1）、通过实验，认识到通电导线在磁场中受到的安培力； （2）、实验探究影响安培力大小和方向的因素； （3）、熟练掌握左手定则和安培力大小的计算公式；用左手定则判断安培力的方向，能计算在磁场中，当通电导线所受的安培力的大小。 2．过程与方法： （1）、经历科学探究的过程，培养分析解决问题的能力； （2）、尝试经过思考发表自己的见解，尝试运用物理原理和研究方法3．情感态度与价值观：通过对电磁关系的学习，领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，热于探索自然界的奥秘。 ［教学重点］： （1）、掌握磁场对电流作用力的相关因素，及其计算方法 （2）、能熟练地运用左手定则判断通电导线受到的磁场力的方向 ［教学难点］： （1）、具体实例中能够利用安培力公式进行计算； （2）、知道磁感线和磁感应强度的关系，知道匀强磁场的特点； （3）、熟练应用左手定则判断安培力的方向。 ［教学方法］：讲授法，探究法、讨论法。 ［教具使用］：马蹄形磁铁、干电池、导线等。 ［教学过程］ 一、新课引入 在上个世纪，许多物理学家就提出通电导体在磁场里是否受力 的问题，并着手研究．其中安培也在进行这方面的研究，并且他提 出了两个思考 1 磁场对通电导线是否有力的作用。 2 通电导线之间是否有力的作用。 在这节课，我们就用老师带来的这套仪器来亲自动手研究，看看能发现什么规律。 师：发现什么现象？说明了什么？（变换磁铁的方向再做一
次，使学生看到导体向相反的方向运动这一现象） 生：导体运动．导体运动状态改变，说明通电导体受到力的作 用． 师：是谁给通电导体施加了力呢？这个力的受力物体是电流还 是导体？（学生思考） 演示：（1）切断电流，导体虽在磁场中，却不动．（2）去掉 磁场再通电流，导体也不动． （启发学生认识到是磁体周围的磁场给了电流以力的作用） 磁场对电流的作用力通常叫做安培力。这节课就来讨论安培力 的大小和方向， 二、新课教学 一、安培力的大小 观察实验：如图所示，三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁 极间的磁场是均匀的。将一根直导线悬挂在磁铁的两极间。有电流通过时导线将摆动一个角度，通过这个角度我们可以比较安培力的大小。分别接通“2、3”和“1、4”可以改变导线通电部分的长度，电流强度由外部电路控制。先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小；然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。观察这两个因素对磁场力的影响。 磁场对通电直导线有力的作用，引导学生作定性分析，得出：确定的磁场，对通电直导线的作用力大小与直导线的长度L、通入电流强度I 有关。 （1）通电导线长度一定时，电流越大，安培力越大 ； （2）通电导线电流一定时，通电导线越长，安培力越大 ；
探究磁场对电流的作用
探究磁场对电流的作用 【学习目标】 1．知道科学探究-安培力。 2．知道安培力就在你身边。 3．理解安培力。 【学习重点】 知道安培力就在你身边 【学习难点】 掌握安培力对电流的作用， 【学习过程】 一、课前预习 1．阅读课本探究磁场对电流的作用部分，说出你对该部分内容的看法。 ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 2．结合自己的生活经验，说出你对安培力的理解。 ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 二、新课学习 （一）科学探究-安培力 1．首先，第一部分我们主要学习左手定则，它的具体内容是判断电流方向。 2．什么是左手定则？ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 3．地磁场示意图如何解读？ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ （二）安培力就在你身边 1．接着，第二部分我们主要学习________________，它的具体内容是_______________。
均匀带电圆盘转动下的磁场分
均匀带电圆盘转动下的磁场分布 西南交通大学机械工程学院20090994 朱鹏飞 [摘要]文章通过麦克斯韦方程导出电磁辐射公式在圆盘上任取一个带电小圆环小圆环转动形成电流电流产生电磁场利用场强叠加原理得整个带电环产生的电磁场再计算整个圆盘绕对称轴匀速转动产生的电磁场并进行适当的讨论，在此基础上增加了数字模拟下的均匀带电圆盘转动下的磁场立体分布，并加以讨论。 [关键词]均匀带电圆盘麦克斯韦方程推迟势磁感应强度引言 人们在生活和生产中利用圆盘转动数不胜数，这些圆盘一旦带上电后就成为绕对称轴转动的均匀带电圆盘，由于转动产生电流，电流激电磁场.这种情况可看作若干环形线电荷所激发的电徽场的叠加，这是电磁学中的一个较重要的问题。本文采用矢势对其进行求解.先通过麦克斯韦方程，达朗贝尔方程和洛伦兹变换条件推导出了载流圆盘周围空间的磁场分布完整的解析表达式。进而求解转动带电圆盘的磁场，并对结果讲行讨论. 1原理和公式的推导 1.1波动方程绕对称轴转动在均匀带电圆盘的电磁辐射场应满足麦 克斯韦方程组
在真空中,取(1)式第一式的旋度并利用第二式及得: 同样在(1)中消除电场，可得磁场的偏微分方程: 1. 2电磁场的矢势和标势 在恒定场中，由的无源性引入矢势使: 在变化情况下电场与磁场发生直接关系。因而电场的表达式必然包含矢势在内，把(4)代入(1)第一式得: 该式表示是无旋场，因此它可以用标势描述
因此，一般情况下电场的表达式为: 1. 3达朗贝尔方程及求解 现在由麦克斯韦方程组推导矢势和所满足的基本方程，把(4)和(5)代入(1)中第二式和第三式并应用得: 采用洛伦兹规范 由(6)和(7)式得: 用洛伦兹规范时，和的方程具有相同形式，其意义也特别明显。方程（8）称为达朗贝尔方程，它是非齐次的波动方程，其自