第十章(稳恒磁场).ppt

* I B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I B B + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + I 稳定平衡 不稳定平衡 讨 论 1） 方向与 相同 2）方向相反 3）方向垂直 力矩最大 * 结论: 均匀磁场中，任意形状刚性闭合平面通电线圈所受的力和力矩为 与 成右螺旋 0 p q q = = 稳定平衡 非稳定平衡 磁矩 * 例1 边长为0.2m的正方形线圈，共有50 匝 ，通以电流2A ，把线圈放在磁感应强度为 0.05T的均匀磁场中. 问在什么方位时，线圈所受的磁力矩最大？磁力矩等于多少？ 解 得 问 如果是任意形状载流线圈，结果如何？ * I R Q J K P o 例2 如图半径为0.20m，电流为20A，可绕轴旋转的圆形载流线圈放在均匀磁场中 ，磁感应强度的大小为0.08T，方向沿 x 轴正向.问线圈受力情况怎样？ 线圈所受的磁力矩又为多少？ 解 把线圈分为JQP和PKJ两部分 以 为轴， 所受磁力矩大小 * I R Q J K P o * 2. 磁电式电流计原理 　　实验测定 游丝的反抗力矩与线圈转过的角度 成正比. N S 磁铁 * 设一均匀磁场B垂直纸面向外，闭合回路abcd的边ab可以沿da和cb滑动，ab长为l，电流I，ab边受力 方向向右 ∴ab边运动到a/b/位置时作的功 即功等于电流乘以磁通量的增量。 1、载流导线在磁场中运动时磁力所做的功 在匀强磁场中当电流不变时，磁力的功等于电流强度乘以回路所环绕面积内磁通的增量 即 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? a b c d I a/ b/ 10.3.4 磁力的功 * 2、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 则M作功，使?减少，所以磁力矩的功为负值，即 当线圈从?1位置角转到?2位置角时磁力矩作功 ? d? * 其中?1、?2分别是在?1位置和?2位置时通过线圈的磁通量。当电流不变时， 在匀强磁场中，一个任意载流回路在磁场中改变位置或改变形状时，磁力的功（或磁力矩的功）亦为 3、对于变化的电流或非匀强场 或 * 例10.4　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，如图9.30所示.(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. 图9.30 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. * 图示位置线圈所受磁力矩的大小为 磁力矩M的方向由Pm×B确定，为垂直于B的方向向上. 也可以用积分计算 (2)计算磁力矩做功. * 一 、带电粒子在电场和磁场中所受的力 电场力 磁场力（洛仑兹力） + 运动电荷在电场和磁场中受的力 方向：即以右手四指 由经小于 的角弯向 ，拇指的指向就是正电荷所受洛仑兹力的方向. 10.4 磁场对运动电荷的作用 * 例 1 一质子沿着与磁场垂直的方向运动, 在某点它的速率为 . 由实验测得这时质子所受的洛仑兹力为 .求该点的磁感强度的 大小. 解 由于 垂直于 ，可得 问 1）洛仑兹力作不作功？ 2）负电荷所受的洛仑兹力方向？ * 二、 带电粒子在磁场中运动举例 1 . 回旋半径和回旋频率 * C + + + + + + + + + + + + A D B C 分子磁矩 （单位体积分子磁矩数） 传导电流 分布电流 10.6 磁介质 * 磁场强度 磁介质中的安培环路定理 + + + + + + + + + + + + A D B C * 各向同性磁介质 （磁化率） 相对磁导率 磁 导 率 各向同性磁介质 磁介质中的安培环路定理 顺磁质 （非常数） 抗磁质 铁磁质 * I 例 有两个半径分别为 和 的“无限长