一段载流导线在均匀磁场中所受的安培力1、均匀磁场对电流的安培力.PPT

电流的流向与环路的环绕方向成右旋关系的电流为正, 否则为负. I 2 I 3 l 复 习 安培环路定理的应用步骤: 1、根据电流分布的对称性分析磁场分布（磁场线）的对称性； 2、根据磁场分布（磁场线）的对称性，选取合适的回路： 3、计算磁感沿该回路的线积分： 4、计算该回路包围的电流的代数和： 5、求出磁感B 。 （2）回路方向与磁场线相同或垂直。 （1）沿回路上磁感大小相等(或为零）， 一、安培力 §8-4 磁场对载流导线的作用力 + v dl n s × × × × × V是指粒子作定向 运动的方向. Ⅰ、带电粒子在磁场中所受的 洛仑兹力: Ⅱ、所有粒子受力的宏观表现： ——安培定律 磁场对电流元作用的力 大小 方向 右手螺旋法则 有限长载流导线在磁场中所受的安培力 φ P L 例1 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 和 . 解：一段载流导线在均匀磁场中所受的安培力 1、均匀磁场对电流的安培力 ∵电流稳恒，磁场均匀 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. 平面闭合载流导线在均匀磁场中所受的安培力 R I 例2 半径为R的四分之一圆弧通有电流I，如图放置在均匀磁场中，求安培力的大小和方向。 解：由电流起点向电流终点做有向线段 安培力的大小 由 安培力的方向垂直纸面向外 一段载流导线在非均匀磁场中所受的安培力 2、非均匀磁场对电流的安培力 注意：矢量积分要化成分量积分去作。 例3 一长直导线通有电流I1,其旁有一载流直导线ab,两线共面.ab长为L，通以电流I2,线段ab垂直于长直导线,a端到长直导线的距离为d. 求导线ab所受的力。 a b 解: 设在导线ab上距长直导线为x 处取电流元 I2dx, 该处磁感应强度仅由 I1 所产生,其大小为 (方向垂直纸面向里) a b x 则 I2dx所受磁力的大小为 方向竖直向上 则 ab 所受磁力的大小为 方向竖直向上 a b 二、两无限长平行载流直导线间的相互作用 安培的定义：在真空中两平行长直导线相距1m ，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）. 因电流比电荷易测，在SI制中，把安培定为基本单位。 令 M,N O,P M N O P I 三、磁场对载流线圈的作用 如图 均匀磁场中有一矩形载流线圈MNOP ＋ · MN边和OP边所受的安培力 大小相等方向相反，作用不在同一直线上。对转轴形成一对力偶。 对转轴的磁力矩 矩形线圈受到的磁力矩 a b c d I O O′ 当线圈共有N匝时 用矢量形式表示为 平面载流线圈的磁矩 磁力矩 反映线圈自身的性质 稳定平衡 不稳定平衡 2）方向相反 3）方向垂直 力矩最大 方向与 的方向 讨论 1）方向相同 + + + + + + + + + + + + + + + + I I + + + + + + + + + + + + + + I . 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 磁力矩M 的作用总是使线圈磁矩转向磁场B的方向。 B C A 练习：如图，无限长直载流导线与正三角形载流线圈在同一平面内，若长直导线固定不动，则载流三角形线圈将 [ ] （A）向着长直导线平移 （B）离开长直导线平移 （C）转动 （D）不动 A 无限长直导线产生的磁感应强度为： 若在均匀磁场中？ （1）线圈的磁矩是多少？ 解： （1）线圈的磁矩 练习题：一半径为R的半圆形闭合线圈，通有电流I，线 圈放在均匀外磁场B中，B的方向与线圈平面成300 角，如右图，设线圈有N匝，问： （2）此时线圈所受力矩的 大小和方向？ 的方向与B成600夹角 磁力矩的方向: （2）此时线圈所受力矩的大小为 线圈是逆时针旋转