大学物理磁场对载流导线的作用.ppt

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1、1一、安培定律磁场对载流导线的作用力即磁力，通常称为安培力.安培定律：位于磁场中某点处的电流元Idl将受到磁场的作用力dF.dF的大小与电流强度I，电流元的长度dl，磁感应强度B的大小以及Idl与B的夹角的正弦成正比.的方向垂直于Idl与B所组成的平面，指向按右螺旋法则决定.6.4磁场对载流导线的作用2在国际单位制中，k＝1任意载流导线在磁场中所受的安培力单独的电流元不能获得，无法从实验直接证明安培定律，但可用该式计算各种形状的载流导线在磁场中的受力，结果与实验相符。3二、无限长两平行载流直导线间的相互作用力设在真空中有两根相距为a的无限长平行直导线，分别通有同方向电流I

2、1和I2，求导线每单位长度所受磁场力.解：在导线2上取电流元4国际单位制中电流单位“安培”的定义放在真空中的两条无限长平行直导线，各通有相等的稳恒电流，当两导线相距1米，每一导线每米长度上受力为2×10－7牛顿时，各导线中的电流强度为1安培.电流流向相同时，两导线相互吸引；电流流向相反时，两导线相互排斥.5例9.3如图所示，载有电流I1的长直导线旁边有一与长直导线垂直的共面导线，载有电流I2.其长度为l，近端与长直导线的距离为d.求I1作用在l上的力.解在l上取dl，它与长直导线距离为r，电流I1在此处产生的磁场方向垂直纸面向内、大小为dl受力大小为方向垂直导线l向上6所

3、以，I1作用在l上的力大小为每一电流元受力方向相同方向垂直导线l向上7解取一段电流元例4求如图不规则的平面载流导线在均匀磁场中所受的力，已知B和I.PL结论任意平面载流导线在均匀磁场中所受的力，与其始点和终点相同的载流直导线所受的磁场力相同.8a(b)d(c)abcdI三、磁场对载流线圈的作用1.均匀磁场对载流线圈的作用和大小相等，方向相反在同一直线上和大小相等，方向相反，不在同一直线上，形成力偶侧视图俯视图9线圈有N匝，磁力矩a(b)d(c)abcdI（适用于均匀磁场中任意线圈）....................IBB+++++++++++++++++++++++

4、+I10稳定平衡非稳定平衡讨论2）方向相同3）方向相反IB.1）方向与垂直力矩最大11如图，ab长为l，电流I，ab边受力方向向右。四、磁力的功1.载流导线在磁场中运动时磁力所做的功上式表明，在匀强磁场中当电流不变时，磁力的功等于电流强度I乘以回路所环绕面积内磁通量的增量△ΦabcdIa,b,ab向右移动△x距离，磁力F做功为122、载流线圈在磁场中转动时磁力矩所做的功设线圈在磁场中转动微小角度d时，使线圈法线n与B之间的夹角从变为+d,线圈受磁力矩而M的作用是使减少，所以磁力矩的功为负值，即13对于变化的电流或非均匀磁场，则线圈从1转

5、到2时，且线圈电流不变，则或14例9.4载有电流I的半圆形闭合线圈，半径为R，放在均匀的外磁场B中，B的方向与线圈平面平行.(1)求此时线圈所受的力矩大小和方向；(2)求在这力矩作用下，当线圈平面转到与磁场B垂直的位置时，磁力矩所做的功.解(1)线圈的磁矩在图示位置时，线圈磁矩Pm的方向与B垂直.15线圈所受磁力矩大小为(2)计算磁力矩做功.用积分计算:磁力矩的方向由确定，垂直于的方向向上.16作业题习题6-10