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《电磁学》第21章载流导线在磁场中所受的力.pptx

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《电磁学》

载流导线在磁场中所受的力

2S一安培力洛伦兹力由于自由电子与晶格之间的相互作用,使导线在宏观上看起来受到了磁场的作用力.

3一个电流元在磁场中受力为一个任意的电流圈受到的合力若磁场是均匀的,即B是一个与积分路径无关的常矢量时,电流圈受到的合力将为零:这是因为全微分绕闭合路径的积分为零。I0B

4ABCo例1如图一半径为r的圆弧导线BCA通有电流I放在磁感应强度为B的均匀磁场中,求磁场作用于该圆弧导线的力.

5磁场对载流线圈作用的力矩

6电流圈受到相对于通过O点的轴的力矩为

(2.7-2)

如果磁场B是均匀的,并注意到

7右方第二和第三项都涉及到全微分绕闭合路径的积分,故这两项均为零,于是我们得到

8令电流圈的磁矩方向与磁场B的方向夹角为q,它受到的力矩之值为这力矩将使磁矩朝磁场方向转动.如同电偶极子p与电场中的互作用能一样,磁偶极子m与磁场的互作用能为(我们将在以后加以证明):

9表明,只有q=0的状态,即m与B方向一致时,力矩L=0,以及互作用能Wm才有最小值Wm=-mB.因此,磁场中的电流圈或磁偶极子将倾向于朝磁场方向转动.

直流电动机和磁电式电流计都是利用这一原理.

10二磁电式电流计原理(P141)实验测定游丝的反抗力矩与线圈转过的角度成正比.NS磁铁

11习题

P164

32,35

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