磁力教学课件.ppt

2021/9/12 * ② 测量磁场 由 可知 利用此原理制成高斯计测量外界磁场。探头用霍尔元件制成,通过测量 VH,折算成 B 。 探头 高斯计 2021/9/12 * ③ 测量大电流----几万安培 由 用霍尔元件测量大电流周围的磁场,可推算出动力线中流过的电流 I。 可知 B,再由无限电流 I 与 B 之间的关系可知 I 。 B I 2021/9/12 * 7.5 载流导线在磁场中受的力 7.5 载流导线在磁场中受力 2021/9/12 * 1、安培力公式 载流导线的一段矢量元通常叫电流元。电流元在磁场中受力为: 说明 与 等效 此力称为安培力 下面证明电流元与运动电荷是等效的。 2021/9/12 * B 由于 a b I 证明:均匀磁场中曲线电流受的安培力,等于从起点到终点的直线电流所受的安培力。 则有 均匀磁场中直线电流所受的安培力 2021/9/12 * 例1:在无限长载流直导线 I1 傍,平行放置另一长为L的载流直导线 I2 ,两根导线相距为 a,求导线 I2所受到的安培力。 解: 同向电流相吸,异向电流相斥。 2021/9/12 * 例2:在均匀磁场中,放置一半圆形半径为 R 通有电流为 I 的载流导线,求载流导线所受的安培力。 R 解:由均匀磁场中曲线电流受力的结论:半圆形电流受到的安培力相当于沿直径电流受到的安培; ⊙ 2021/9/12 * Fda 与 Fbc大小相等方向相反,作用在一条直线上,相互抵消。 将平面载流线圈放入均匀磁场中, 2、磁场对载流线圈的作用 2021/9/12 * Fab与Fcd大小相等方向相反,不在一条直线上,不能抵消,为一对力偶,产生力矩。 2021/9/12 * 如果平面线圈有N 匝,则: S 为平面线圈面积, NIS 为描写线圈性质的物理量,为此引入磁矩的概念来描述线圈的性质。 方向:与电流满足右手定则的法线方向为正向。 于是 2021/9/12 * 考虑方向,用矢量表示: 讨论 1. ? = 0 时,M=0。两条边受力大小相等方向相反在一条直线上,不产生力矩。 线圈转过一微小角度仍能回到平衡态----稳定平衡态。 2021/9/12 * 2. ? = 90? 时: 线圈受力矩最大。 3. ? = 180? 时: 线圈受力矩为0。 但使线圈转过一微小角度后线圈不能回到原始状态---非稳定平衡态。 2021/9/12 * 例: 在均匀磁场 B 中,一半径为 R、通有电流为 I 的环形载流线圈可绕直径轴 oo’ 自由转动,求:环形载流线圈受到的力矩和磁力。 解:应用磁力矩的公式求解 ⊙ 2021/9/12 * 在均匀磁场中,线圈所受磁力为: 在均匀磁场中,整个线圈不会发生平动,而只会发生转动。 2021/9/12 * 本章小结 本章小结 2021/9/12 * 1、 磁场对运动电荷的作用力 2、 磁场对载流导线的作用 不均匀磁场中:积分。 均匀磁场中,直导线时: 均匀磁场中,弯导线时:以直代弯。 3 、磁场对载流线圈的作用 2021/9/12 * 第7章 磁 力 2021/9/12 * 7.1 磁力与电荷的运动 7.1 磁力与电荷的运动 2021/9/12 * 一般情况下磁力是指电流与磁体之间的相互作用力。 下述实验可演示磁力。 N S S N I N S N S I 2021/9/12 * 电流周围具有磁性,电流与磁铁、电流与电流之间都有具有相互作用,一个载流线圈的行为与磁铁的行为一样。并且电流与电流之间以及电流与磁铁之间的相互作用与磁铁和磁铁之间的相互作用具有相同的性质。 结论: 安培假说:（1822年） 一切磁现象都起源于电流。 - + S N N S 总结:一切磁现象都可以归结为运动电荷（即电流）之间的相互作用。磁场力是电荷之间的另一种力。 电与磁之间存在着内在的联系。 磁铁的磁性是由于其中存在着微小的环形分子电流,分子电流相当于一个基元磁铁都要产生磁效应。 整个物体的磁效应就是所有分子电流对外界磁效应的总和。磁性物质的本质在于其分子电流的有序排列 。 2021/9/12 * 7.2 磁场与磁感应强度 7.2 磁场与磁感应强度 2021/9/12 * 一 . 磁感应强度 的定义 为了说明磁力的作用,也引入场的概念。 从洛仑兹力的角度来看 某点磁感应强度数值上等于单位电荷以 单位速率通过该点所受的最大磁力。 (?等于900) ? q ? 从运动电荷受力(洛仑兹力)定义磁场: 磁感强度方向: 为磁场中小磁针静止时N 极指向。 2021/9/12 * 二 . 磁力线 磁通量 为了形象地描述磁场中磁感应强度的分布,引入磁力线。 1.闭合曲线 2.与电流相互套连 3.方向与电流的方向服