063_安培力和载流线圈在磁场中所受磁力矩作用.ppt

§7.7磁场对载流导线的作用7-7-1载流导线在磁场中受的力设：载流子数密度n电流元截面积S电流元中的载流子数nSdl载流子电量q作用在电流元上的作用力：安培定律：安培力——磁场对电流的作用力安培力的基本计算公式：电流元在磁场中受力载流导线在磁场中受力：计算安培力步骤:（4）由叠加原理求载流导线所受安培力（2）由安培定律得电流元所受安培力（1）在载流导线上取电流元（3）对称性分析例1.计算长为L的载流直导线在均匀磁场B中所受的力。IB?解：方向向里方向向里Ioxy???????????????????????????????????例2、半径为R的铜丝环，载有电流I。现把圆环放在均匀磁场中，环平面与磁场垂直。求（1）圆环受到的合力。（2）铜丝内部的张力。解：（1）dFdFxdFy?d?dl（2）TFyT结论：均匀磁场对闭合载流导线的作用合力为零。推广：Fy相当于直线AB上通以电流I所受的磁场力。BAIrx?I2I1例3.无限长直载流导线通有电流I1，在同一平面内有长为L，通有电流I2的载流直导线，如图所示，求：长为L的导线所受的磁场力。解：dxxldFdlaI1I2平行电流间的相互作用单位长度受力：dF12dl1B2dF21dl2B1电流强度单位：“安培”的定义设：I1=I2=1A，a=1m单位长度导线受到的磁力：aI1I2F12F21两平行长直导线相距1m，通过大小相等的电流，如果这时它们之间单位长度导线受到的磁场力正好是2?10-7N·m-1时，就把两导线中所通过的电流定义为“1安培”。7-7-2载流线圈在磁场中所受的磁力矩l1IIIIbl2acdB?F1F2FadFbc两者方向相反，且在一直线上，互相抵消。两者方向相反，但不在一直线上，形成一“力偶”。l1磁场对线圈作用的磁力偶矩大小：为线圈面积N匝线圈：线圈磁矩：线圈所受磁力偶矩：注意：上式对均匀磁场中任意形状的平面载流线圈都适用。力偶臂:IIIIbl2acdF1F2俯视图讨论：（1）θ=0°时，M=0，线圈处于稳定平衡状态。（2）θ=90°时，M=Mmax=NBIS（3）θ=180°时，M=0，线圈处于非稳定平衡状态。小结：闭合载流线圈在均匀磁场受合力为零，但是受到的磁力矩的作用。一、磁力对运动载流导线作的功F???????????????????????????????????IBabcdLa?b??x磁场力:F=BIL磁场力的功:W=F?x=BIL?x其中BL?x=B?S=??磁场力的功:7-7-3磁力的功磁力对运动载流导线的功等于电流强度与回路包围面积内的磁通量的增量的乘积.力矩的功：磁力矩：????F2F1Bθ磁力矩对转动载流线圈的功等于电流强度与回路包围面积内的磁通量的增量的乘积.二、磁力矩对转动载流线圈的功例4.有一半径为R的闭合载流半圆线圈，通过电流I0，今把它放在均匀磁场中，磁感应强度为B，其方向与线圈平面平行。求：（1）以直径为转轴，线圈所受磁力矩的大小和方向。（2）在力矩作用下，线圈转过90°，力矩做了多少功？解：RdlBI线圈转过90°时磁通量的增量*