磁場對載流導線與線圈的作用

磁場對載流導線與線圈的作用電磁學第四章第四講回顧：上次課主要內(nèi)容回顧：上次課主要內(nèi)容1、洛侖茲力公式+2、運動帶電粒子在均勻磁場中的運動+vvvBqRqmh回顧：上次課主要內(nèi)容回顧：上次課主要內(nèi)容3、霍爾效應+-II++++++------B0+霍耳電壓一、磁場對載流導線的作用一、磁場對載流導線的作用1、電流元在外磁場中受到的安培力BqldI電流元Ild在磁場中B（安培力）受的作用力FdFd安培力與洛侖茲力的關系:Sfd洛侖茲力是安培力的微觀本質(zhì)；安培力是洛化茲力的集體宏觀表現(xiàn)！2、任意形狀載流導線在外磁場中受到的安培力一、磁場對載流導線的作用一、磁場對載流導線的作用例1：求下圖載流導線在均勻磁場B

中所受安培力。lBIq均勻磁場F方向：解：一、磁場對載流導線的作用一、磁場對載流導線的作用例2：無限長直載流導線I1旁放置載流直導線I2，求I2受到的安培力。Lax1II2xdxFdB1結果：一、磁場對載流導線的作用一、磁場對載流導線的作用例3：求下圖半圓電流在均勻磁場B

中所受安培力。RBI勻強IOYXadaldXFdFdyFd結果：例4:在均勻磁場中放置一半徑為R的半圓形導線，電流強度為I，導線兩端連線與磁感強度方向夾角=30°,求此段圓弧電流受的磁力。場均勻方向恒定一、磁場對載流導線的作用一、磁場對載流導線的作用均勻磁場中任意載流導線所受的磁場力＝相同電流的直導線均勻磁場中任意載流平面線圈所受的磁場力=0所受的磁場力推廣：一、磁場對載流導線的作用一、磁場對載流導線的作用課堂練習1：如圖，在磁感應強度為的均勻磁場中，有一圓形載流導線，a、b、c是其上三個長度相等的電流元，則它們所受安培力大小關系為：abcI一、磁場對載流導線的作用一、磁場對載流導線的作用I1I2ABCDdl2dl1d載流導線AB單位長度所受的力:3、平行載流導線間的相互作用力一、磁場對載流導線的作用一、磁場對載流導線的作用平行反向載流導線之間的力會怎樣(方向、大小)?電流單位“安培”定義如下:真空中當兩無限長圓形AI1I2BCDdl2dl1截面平行載流導線相距1m，通以相同電流，單位長度的相互作用力為2107N時,導線內(nèi)電流為1安培.驗證如下：當I1=I2=1A一、磁場對載流導線的作用一、磁場對載流導線的作用側(cè)視圖nabcdabFcdFBIaqFadFbcIIIl12l俯視圖cdFadFbcBaqaqnd載流線圈的法向載流線圈受磁力矩

其中：二、磁場對載流線圈的作用二、磁場對載流線圈的作用(1)適用于在均勻磁場中任何形狀的載流線圈。(2)對Ｎ匝線圈：(3)合力：課堂練習2：長直電流I2與圓形電流I1共面，并與其一直徑相重合（但兩者間絕緣），設長直電流不動，則圓形電流將

(A)繞I2旋轉(zhuǎn)；(B)向左運動；

(C)向右運動；(D)向上運動；

(E)不動.

I2

I1二、磁場對載流線圈的作用二、磁場對載流線圈的作用1、載流導線在均勻磁場中運動時磁力所作的功載流導線AB在均勻磁場所受的磁力：三、磁力的功三、磁力的功F=BIl初、末位置磁通量的改變量:W=FslCDABIFA'B'AB在磁力作用下移動到A'B'：結論：載流導線在均勻磁場中移動過程中，磁力作的功dW

=-Md2、載流線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時磁力所作的功×·M=BISsin載流線圈在磁場中受到的磁力矩：設載流線圈在磁力矩作用下偏轉(zhuǎn)一個微小的角度d

：三、磁力的功三、磁力的功結論：載流線圈在均勻磁場中移動過程中，磁力作的功1、直流電動機四、安培力的應用舉例四、安培力的應用舉例四、安培力的應用舉例四、安培力的應用舉例1、直流電動機【說明】

因安培力的力矩跟電流成正比，而螺旋形彈簧的扭矩與指針轉(zhuǎn)過的角度成正比，所以磁電式電表的表盤刻度是均勻的。2、磁電式電表四、安培力的應用舉例四、安培力的應用舉例3、電磁軌道炮四、安培力的應用舉例四、安培力的應用舉例~106g常規(guī)火炮彈頭的速度～2km/s。彈塊速度可達10km/s.電磁軌道跑：彈丸初速度大，無聲響，無煙塵，易操作，生存力強，可望用于反衛(wèi)星，反導彈，反裝甲與戰(zhàn)術防空。四、安培力的應用舉例四、安培力的應用舉例4、磁流體船四、安培力的應用舉例四、安培力的應用舉例B電流Bf海水進水出水發(fā)動機發(fā)電機IF電極沒