大学物理安培力磁力矩和功.pptxVIP

§8-6磁场对载流导线的作用演示实验：SNFI

一、安培定律IBdl++++++洛仑兹力：设：电荷数密度n电流元截面积SS安培定律：安培力为洛仑兹力之和安培力：磁场对电流的作用力电流元中的电荷数：nSdl作用在电流元上的作用力：电流：

一、安培定律IBdl++++++S安培定律：安培力为洛仑兹力之和安培定律：对电流元Idl在磁场B中所受的作用力为磁场对载流导线的作用力：

例1:磁秤：如图所示,矩形线圈的宽为b，长为l，共有N匝，下端放在待测的均匀磁场中，其平面与磁感应强度垂直，当线圈中通有电流I时，线圈受到一向上的作用力，天平失去平衡，调节砝码m使两臂达到平衡。用上述数据求待测磁场的磁感应强度B。安培定律BI磁秤测量原理磁秤

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。dFdFxdFyIoxy????????????????????????????????????d?dl例题：圆环在磁场中的受力推论1：均匀磁场对闭合载流导线的作用合力为零。TFyT

??????????????????????????????推论2：一个任意弯曲的载流导线在均匀磁场中受力

等效于弯曲导线起点到终点的矢量在磁场的受力II2I1

rx?I1I2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的载流直导线，通有电流I2。（如图所示）求：长为L的导线所受的磁场力。dxxldldF

二、载流线圈在磁场中受到的磁力矩l1IIIIbenl2Bacd??F1F2F3F4F1和F2形成一“力偶”。nB?⊙F2F1l1载流线圈受到的磁力矩

力矩：S=l1l2为线圈平面的面积注：上式虽是从矩形闭合载流线圈推出，但适合于均匀磁场中任意形状的闭合载流线圈。N匝线圈的磁力矩：nB?⊙F2F1l1M方向：⊙

线圈的磁矩：讨论：（1）?=0?时，M=0线圈处于稳定平衡状态。（3）?=90?时，M=Mmax=NBIS（2）?=180?时，M=0线圈处于非稳定平衡状态。ISnB?⊙F2F1l1B磁力矩用磁矩表示及讨论

SN(A)不动

（B）发生转动，同时靠近磁铁

（C）发生转动，同时远离磁铁

（D）不发生转动，只靠近磁铁

（E）不发生转动，只离开磁铁

应用：磁电式电流计磁电动圈式电流计磁电式电流计

当电流通过线圈时，线圈所受的磁力矩的大小不变（1）当电流计中通过恒定电流时为游丝的扭转常量，对于一定的游丝来说是常量。当线圈转动时，游丝被卷紧，游丝给线圈的扭转力矩与线圈转过的角度成正比，即：磁电式电流计

当线圈受到的磁力矩和游丝给线圈的扭转力矩相互平衡时，线圈就稳定在这个位置，此时：式中，是恒量，称为电流计常量，它表示电流机偏转单位角度时所需通过的电流。磁电式电流计磁电式电流计的工作原理：值越小，电流计越灵敏。因此，线圈偏转的角度与通过线圈的电流成正比关系，即可从指针所指的位置来测量电流。

四、磁场力的功1.磁力对运动载流导线做的功F???????????????????????????????????IBabcdLa?b??x磁场力：F=BIL磁场力的功：A=F?x=BIL?x其中BL?x=B?S=??磁力的功：设回路中的电流I保持恒定

2、载流线圈在磁场中转动时磁场力的功??Bd?力矩的功：磁力矩：???nF2F1注:

1