大物2稳恒磁场.ppt

带电粒子在均匀磁场中的运动 带电粒子在磁场中的匀速圆周运动 带电粒子在磁场中的螺旋线运动 螺距 v?和v// 分别是速度在垂直于磁场方向的分量和平行于磁场的分量。 (1)如果 与 垂直 (2)如果 与 斜交成? 角 二、带电粒子在磁场中的运动 如果回路不包围电流. I o L1 L2 说明: ? 闭合稳恒电流 ? (1)分析磁场的对称性； (3)求出环路积分； (4)用右手螺旋定则确定所选定的回路包围电流的正负，最后由磁场的安培环路定理求出磁感应强度 的大小。 应用安培环路定理的解题步骤： (2)过场点选择适当的路径，使得 沿此环路的积分易于计算： 的量值恒定， 与 的夹角处处相等； 二、安培环路定理的应用 例5 求无限长同轴电缆的磁场. L r R1 R2 R3 I I 解: 0 r R1时, R1 r R2 时, L r R1 R2 R3 I I R2 r R3 时, L r R1 R2 R3 I I r R3 时, B = 0 例6 螺绕环的磁场 解: ? 管内一点 ? 管外一点 B = 0 ? ? ? ? dl l dl 例7 ? 无限大平面电流的磁场 (面电流密度 i ) 解: i d 板外: 板内: l y ? ? ? ? ? ? d x o y ? 无限大均匀载流平板的磁场 ( , d ) 整个载流导线所受的安培力 一、磁场对载流导线的作用力— 安培力 §3 磁场对载流导线的作用力 1. 均匀磁场中，计算载流导线所受的安培力。 例8. 如图所示，求导线所受的安培力。 d? o I x y ? ? ? l l ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? R 解： x d? o I y ? ? ? l l ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? R 导线上所受安培力的合力 2. 非均匀磁场中，载流导线受力情况。 例9. 求正三角形线圈受电流I，所产生磁场的安培力的合力。 解： ? CD边受力 I2 F C D a b I1 ? DF边 方向：与水平方向成60° I2 F C D a b I1 x dx x+dx ? FC边 方向：与水平方向成240° 整个线框所受的合力： I0 o I x R 例10. 求整个圆形电流受直线电流的作用力的大小和方向。 解： x 2. 均匀磁场对平面载流线圈的作用。 定义磁矩 b c d a l2 l1 I ? ? 磁力矩 讨论： （1）?=?/2，线圈平面与磁场方向相互平行，力矩最大，这一力矩有使?减小的趋势。 （2）?=0，线圈平面与磁场方向垂直，力矩为零，线圈处于平衡状态。 （3）?=?，线圈平面与磁场方向相互垂直，力矩 为零，但为不稳定平衡， 与 反向，微小扰动， 磁场的力矩使线圈转向稳定平衡状态。 综上所述，任意形状不变的平面载流线圈作为整体在均匀外磁场中，受到的合力为零，合力矩使线圈的磁矩转到磁感应强度的方向。 例11. 证明转动带电园盘的磁矩 (R, Q) r dr o 解： 磁电式电流计 磁电动圈式电流计 B 电流 B F ? ? 海水 进水 出水 发动机 接发电机 I F 电极 ▲ 磁流体发电 ▲ 加速器 ▲ 磁 流 体 船 I I 导电导轨 金属熔块如铜块 B 弹块 ? B Fm I I?106A 导电气体 在1ms内，弹块速度可达10km/s ~ 10 6 g ， ▲ 电磁轨道炮（书 P280 习题 8.24） 1991年2月14日除夕夜20时57分，“风云一号”进入我国上空时，发回的云图突然出现扭曲、倾斜、甚至杂乱一团。 22时35分，卫星再次入境，科研人员从遥测数据中发现，“风云一号”姿态已失控，星上计算机原先存入的数据大多发生跳变，用于卫星姿态控制的陀螺和喷气口均已被接通，气瓶中保存的氮气损耗殆尽。更为严重的是，到了2月15日凌晨7时40分卫星重新入境时，发现在旋转翻滚状态下，卫星太阳能电池阵只有部分时间对着太阳，如果卫星的电源供应再失去，那“风云一号”就真成“死星”了。 CCTV10:科学、探索 　 十万火急。基地和卫星研制部门果断决策，立即起动星上大飞轮。起动大飞轮，实际上是把原作它用的大飞轮当作一个大陀螺，使卫星太阳能电池阵能稳定保持向阳面，从而保证卫星的电源供应，为抢救“风云一号”创造最基本的条件。经过紧急磋商，科技人员决定利用地球巨大的磁场对卫星通电线圈的磁力矩作用，来减缓卫星的翻滚速度，逐步把卫星调整到正常姿态。该方案实施后第一天，卫星旋转速度就出现下降。 4月29日，“风云一号”翻滚速