10--5-6、磁场对载流导线的作用_10_220.ppt

布置作业 练习四、五、六 * 1、安培力 + + + + + + + I 考虑一个电流元 §10—5磁场对载流导体的作用力---安培定律 一、安培定律 * （1）大小 （2）方向 （3）安培力公式—磁场对载流导线作用力 * I 安培定律：一个电流元在磁场中所受磁场力为 电流元 与磁感应强度 的矢量积。 对任一载流导线： 对闭合载流导线： 2、安培定律 * 对任一载流导线： 注意：（1）普适公式 二、安培定律的应用 1、磁场对载流导线的作用力 L B 方向由 决定。 I （2）载流直导线在均匀磁场中受力 若 ： * 3）一般而言，各电流元受安培力大小与 方向都不一样，则求安培力时应将其 分解为坐标分量 后 求和。 矢量式： 大小： * 例1，直导线电流（I, l ），放在 （k为常数）磁场中，方向垂直于平面，求F。 ι a x I x dF 解：由于磁场的不均匀，导线被分成无数个电流元，在x处取一电流， * 例2，半径为R的半圆形载流导线，电流强度为I，放在磁感应强度为B的均匀磁场中，磁场垂直于导线所在的平面，求F。 x y o a b 解：建立ox，oy轴，以ox轴为参考坐标，在θ处取一电流元， * 结论：一段弧形电流acb在匀强磁场中所受到的力等于其始点到终点联成的直线（ab）上载有相同的电流的直导线所受的力。 θ a b c R 若是闭合的，F＝0 * 取一段电流元 P * O d R 例2 半径为 载有电流 的导体圆环与电流为 的长直导线放在同一平面内（如图），直导线与圆心相距为d，且 Rd 两者间绝缘 ，求作用在圆电流的磁场力. 解 . * O d R . * （1）电流的单位 －两无限长平行载流直导线间的相互作用 2、两载流导线间的相互作用 * 国际单位制中电流单位安培的定义 在真空中两平行长直导线相距 1 m ，通有大小相等、方向相同的电流，当两导线每单位长度上的吸引力为 时，规定这时的电流为 1 A （安培）. 问 若两直导线电流方向相反二者之间的作用力如何？ 可得 I1，I2同向相互吸引，若反向，则相互排斥。 * （2）两垂直载流直导线间的相互作用 I1 a l r I2 dr df2 已知： 解： 方向：向上 无限长直线电流： 上方：水平向右 下方：水平向左 合力为0，力矩不为0 * 10.6 磁场对载流线圈的作用 磁力的功 一 磁场对载流线圈的力矩作用 均匀磁场中有一矩形载流线圈 abcd a b c d I 刚性矩形平面载流线圈 * a(b) d(c) 线圈有N匝时 * 适用均匀磁场中任意形状的平面线圈的情况 每个小磁矩的方向一致. 将线圈等效成许多小矩形 电流组成. I I * 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 * 4）应用：磁场对载流线圈的作用力原理是制造各种直流 电机、动圈式电压电流表的基本原理 N S I 磁悬浮列车 * I 例1，匀强磁场中有一圆形电流I，求M。 推广：若匀强磁场中有一半圆形电流，则磁矩和磁力矩又是什么？ * 例2，无限长直导线（I）与abcd 线圈（I1）共面。求（1）abcd 回路中的φm。（2）若abcd 回路中通电I1，求四边受的力及线圈如何运动？磁力矩等于多少？ o r I a b b a c d I1 * o r I a b b a c d I1 * 解：圆盘绕轴转动看作环形电流， * *