电磁学

欧阳芬

目录

  • 1 静电场
    • 1.1 电场 电场强度
    • 1.2 电通量 高斯定理
    • 1.3 电场力的功 电势
    • 1.4 电场强度与电势的关系
    • 1.5 静电场中的导体
      • 1.5.1 导体的静电平衡
      • 1.5.2 导体壳和静电屏蔽
      • 1.5.3 有导体存在的静电场强度和电势的计算
    • 1.6 静电场中的电介质
      • 1.6.1 静电场中的电介质
      • 1.6.2 极化强度和极化电荷
      • 1.6.3 有电介质时的高斯定理
    • 1.7 电容 电容器
      • 1.7.1 孤立导体的电容
      • 1.7.2 电容器及其电容
    • 1.8 电场的能量
      • 1.8.1 带电系统的能量
      • 1.8.2 电场能量
  • 2 稳恒磁场
    • 2.1 磁场 磁感应强度
      • 2.1.1 磁现象
      • 2.1.2 磁感应强度
      • 2.1.3 磁通量
      • 2.1.4 磁场中的高斯定理
      • 2.1.5 毕奥-萨伐尔定律
      • 2.1.6 毕奥-萨伐尔定律的应用
    • 2.2 安培环路定理
    • 2.3 磁场对载流导线的作用
      • 2.3.1 安培定律
      • 2.3.2 无限长两平行载流直导线间的相互作用力
      • 2.3.3 磁场对载流线圈的作用
      • 2.3.4 磁力的功
    • 2.4 磁场对运动电荷的作用
      • 2.4.1 洛伦兹力
      • 2.4.2 带电粒子在均匀磁场中的运动
      • 2.4.3 霍耳效应
    • 2.5 磁介质
  • 3 变化的电磁场
    • 3.1 电磁感应定律
    • 3.2 动生电动势与感生电动势
      • 3.2.1 动生电动势
      • 3.2.2 感生电动势 感生电场
      • 3.2.3 电子感应加速器
      • 3.2.4 涡电流 趋肤效应
    • 3.3 自感应与互感应
      • 3.3.1 自感应
      • 3.3.2 互感应
    • 3.4 磁场能量
    • 3.5 位移电流 麦克斯韦方程组
      • 3.5.1 位移电流
      • 3.5.2 麦克斯韦方程组
安培环路定理


1、安培环路定理:

(1)对任意形状的回路,

电流方向与积分回路方向呈右螺旋关系 I >0  ;反之 I < 0 。

(2)若积分环路不平行垂直平面

磁场环流为 

等于把磁场对环路投影的积分。


安培环路定理:在稳恒磁场中、磁感应强度B沿任意闭合回路的积分等于穿过闭合回路的电流的代数和的倍。即:

注意电流 I 正负的规定: I l 成右螺旋时,   I 为正; 反之l为负。   

讨论:(1)多个电流:


(2)环流不代表磁力的功,是磁场与电流的关系。

(3)环路上各点的磁场为所有电流的贡献;

(4)利用安培环路定理, 可以计算具有一定对称性分布的载流导线周围的磁场分布。

2、安培环路定理的应用举例

例1. 长直载流螺线管内的磁场分布(忽略边缘效应),已知:I、n(单位长度导线匝数)


解:(1)根据对称性,管内与螺线管轴线平行的直线上各点B相等,故管内为均匀磁场。(2)管外面,磁场强度趋近于0,

管内B的大小的计算: 作矩形环路a b c d,如图

 例2 求载流螺绕环内的磁场。


       

        

螺线管内部近似为均匀磁场。


例3 无限长载流圆柱体的磁场。

解: (1) 对称性分析:轴对称结构,回路为圆柱截面内半径为r的同轴圆周。

    

     

      磁感应强度B的方向与I 成右螺旋。







例4 求 “无限大平板” 电流的磁场,单位宽度电流为i。 

解: 面对称 

     

磁感应强度B的方向:上部方向水平向左,下部方向水平向右。