大学物理期末总结02.ppt

* Harbin Engineering University 大 学 物 理 期 末 总 结（02） 赵言诚 哈尔滨工程大学理学院 ?稳恒磁场中物理量的求解 ?磁场中载流导线的受力 ?电磁感应 ?热 学 基 本 内 容 一. 基本概念 1.安培力: 2.磁力矩: 3.洛仑兹力: 4.磁化强度: 5.磁场强度: 二、基本运算： 1.载流导线、线圈、运动电荷在磁场中受到的作用： 2.载流导线、线圈在磁场运动时磁力对其作功： 稳 恒 磁 场 磁感应强度 场的性质 无源场 有旋场 场与物质 的作用 磁化现象 场对研究物体的作用 1. 如图所示，将一无限大均匀载流平面放入均匀磁场中，(设均匀磁场方向沿Ox轴正方向)且其电流方向与磁场方向垂直指向纸内．己知放入后平面两侧的总磁感强度分别为 与 ．求：该载流平面上单位面积所受的磁场力的大小及方向？ o x y 解：设i为载流平面的面电流密度，B为无限大载流平面产生的磁场,B0为均匀磁场的磁感强度，作安培环路abcda，由安培环路定理得： o x y h 在无限大平面上沿z轴方向上取长dz，沿x轴方向取宽dx，则其面积为dS = dxdz，dI=idx面元所受的安培力为： 单位面积所受的力 2. 在长直电流I1旁有一等腰梯形载流线框ABCD，通有电流I2，已知BC , AD边的倾斜角为?，如图所示，AB边与I1平行，距I1为a,梯形高为b，上、下底长分别为c , d。试求该线框受到的作用力。 I1 I2 ? a b c d A B C D 解： I1 I2 ? a b c d A B C D o x I1 I2 ? 0 x dF I1 I2 ? 0 x dF 同理: 3.半径为R的半圆线圈ACD通有电流I2，置于电流为I1的无限长直线电流的磁场中，直线电流I1恰过半圆的直径，两导线相互绝缘．求半圆线圈受到长直线电流I1的磁力． I1 I2 解： I2 I1 o x y ? 4.一半径为 4.0 cm的圆环放在磁场中，磁场的方向对环而言是对称发散的，如图所示．圆环所在处的磁感强度的大小为0.10 T，磁场的方向与环面法向成60°角．求:当圆环中通有电流I =15.8 A时，圆环所受磁力的大小和方向． I B 解： 方向平行圆环轴线． = 0.34 N I B B2 B1 5. 一平面线圈由半径为0.2 m的1/4圆弧和相互垂直的二直线组成，通以电流2 A，把它放在磁感强度为0.5 T的均匀磁场中，求：(1)线圈平面与磁场垂直时(如图)，圆弧AC段所受的磁力． (2) 线圈平面与磁场成60°角时，线圈所受的磁力矩． A C O 解：(1) 圆弧AC所受的磁力：在均匀磁场中AC 通电圆弧所受的磁力与通有相同电流的直线所受的磁力相等，故有 ， 方向：与AC直线垂直，与OC夹角45°，如图． (2) 磁力矩：线圈的磁矩为 本小问中设线圈平面与成60°角，则与线圈法线成30°角，有力矩： =1.57×10-2 N·m * Harbin Engineering University