5稳恒磁场详解.ppt

可见，磁力矩作正功 磁力矩的方向由 确定，为垂直于磁场的方向向上。即从上往下俯视，线圈是逆时针 （2）此时线圈所受力矩的大小为 （3）线圈旋转时，磁力矩作功为 15-7 带电粒子在电场和磁场中的运动 一、带电粒子在磁场中的运动 运动电荷在磁场中所受的磁场力—洛伦兹力 大小 方向 力与速度方向垂直。 不能改变速度大小， 只能改变速度方向。 带电粒子在磁场中的运动 粒子做匀速直线运动 粒子做匀速圆周运动 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × q R 螺距 h ： 环路所包围的电流 由环路内外电流产生 由环路内电流决定 位置移动 不变 不变 改变 验证安培环路定理 . 回路不环绕电流 . 改变电流方向 静电场 稳恒磁场 磁场没有保守性，它是 非保守场，或无势场 电场有保守性，它是 保守场，或有势场 电力线起于正电荷、 止于负电荷。 静电场是有源场 磁力线闭合 无自由磁荷 磁场是无源场 I R 二、安培环路定理的应用 当场源分布具有高度对称性时，利用安培环路定理可简便计算磁感应强度 1. 无限长载流圆柱导体内外的磁场 分析对称性 电流分布——轴对称 磁场分布——轴对称 已知：I、R 电流沿轴向，在截面上均匀分布 的方向判断如下： I R 作积分环路并计算环流 如图 利用安培环路定理求 作积分环路并计算环流 如图 利用安培环路定理求 I R 结论：无限长载流圆柱导体。已知：I、R 讨论：长直载流圆柱面。已知：I、R r R O 练习：同轴的两筒状导线通有等值反向的电流I, 求 的分布。 电场、磁场中典型结论的比较 外 内 内 外 长直圆柱面 电荷均匀分布 电流均匀分布 长直圆柱体 长直线 已知：I 、N、R1、R2 N——导线总匝数 分析对称性 磁力线分布如图 作积分回路如图 方向 右手螺旋 r R 1 R 2 . . + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. 螺绕环电流的磁场 B r O 计算环流 利用安培环路定理求 r R 1 R 2 . . + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 已知：单位长度流过的电流为 i 分析对称性 磁力线如图 作积分回路如图,ab、cd与导体板等距 . . . . . . . . . 3. 无限大平面电流的磁场 板上下两侧为均匀磁场 练习：如图，螺绕环截面为矩形， 外半径与内半径之比 高 导线总匝数 求： 1. 磁感应强度的分布 2. 通过截面的磁通量 解： 1. I S 电流 电荷定向运动 电流元 载流子总数 其中 电荷 密度 速率 截面积 运动电荷产生的磁场 15-5 运动电荷的磁场 15-6 磁场对载流导线的作用 一、 安培定律 安培力：磁场对载流导线的作用力，即磁力。 安培定律 方向判断 右手定则 载流导线受到的磁力 大小 1. 安培定律 ? B × 取电流元 受力大小 受力方向 积分 结论 方向 均匀磁场中载流直导线所受安培力 导线1、2单位长度上所受的磁力为： 2.无限长两平行载流直导线间的相互作用力 a 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。 例：求均匀磁场中任意形状导线所受的作用力 受力大小 方向如图所示 建坐标系取分量 积分 取电流元 推论 在均匀磁场中任意形状闭合载流线圈受合力为零 练习 如图 求半圆导线所受安培力 方向竖直向上 解： 例：求一无限长直载流导线的磁场对另一直载流 导线ab的作用力。 已知：I1、I2、d、L L x d b a 3. 载流线圈在磁场中受到的磁力矩 . 如果线圈为N匝 讨论 . （1） （2） （3） 二、磁力的功 1、载流导线在磁场中运动时磁力的功 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 当载流导线在磁场中运动时，如果电流保持不变，磁力所做的功等于电流强度与导线所扫过面积的磁通量的乘积。 2、载流线圈在磁场中转动时磁力