2022-2023學(xué)年高二物理競賽課件：磁場對平面載流線圈的作用

磁場對平面載流線圈的作用一磁場對平面載流線圈的作用如圖均勻磁場中有一矩形載流線圈abcdabcdI

a(b)

c(d)線圈有N匝時abcdI

a(b)

c(d)IB.....................IBB++++++++++++++++++++++++

I穩(wěn)定平衡不穩(wěn)定平衡討論1）方向與相同2）方向相反3）方向垂直力矩最大

結(jié)論:均勻磁場中，任意形狀剛性閉合平面通電線圈所受的力和力矩為與

成右螺旋

磁矩0p==穩(wěn)定平衡非穩(wěn)定平衡

例一個半徑R=0.10m的半圓形閉合線圈，載有電流I=10A，線圈置于均勻磁場中，磁場方向與線圈平面平行，如圖所示.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=0.5Ｔ，求線圈所受磁力矩的大小和方向.解:已知：R=0.10m，B=0.5Ｔ,I=10A求：方向:方向:3)磁強(qiáng)計(jì)（高斯計(jì)）：測量磁場的大小和方向。4)磁流體發(fā)電。

產(chǎn)生根源

電荷

變化的磁場

環(huán)流

勢場

非勢場感應(yīng)電場與靜電場的比較

渦流的熱效應(yīng)

高頻感應(yīng)加熱爐

變壓器鐵芯用絕緣硅鋼片疊成

自感應(yīng)現(xiàn)象：當(dāng)線圈電流發(fā)生變化時,通過線圈自身的磁通鏈也會發(fā)生變化,線圈內(nèi)會產(chǎn)生自感電動勢。

令有N匝閉合回路，電流為I，可知通過回路面積的磁通量正比于電流強(qiáng)度I。既：I引進(jìn)自感系數(shù)L，并令：

L----線圈的自感系數(shù),簡稱自感。其大小取決于線圈的形狀,大小,匝數(shù)以及周圍磁介質(zhì)的情況,與電流i無關(guān)。單位：亨利（H）

當(dāng)回路電流強(qiáng)度改變時，回路中的自感電動勢為：

-----負(fù)號表示自感電動勢將反抗回路中電流的變化

電流增加自感電動勢與原電流方向相反電流減小自感電動勢與原電流方向相同

自感現(xiàn)象可由實(shí)驗(yàn)演示：［例1］已知:l,S,n,

,

求:長直螺線管的自感L?！窘狻吭O(shè)電流為i

B=

ni由畢薩定律:電流i1的磁場正比于i1,電流i1在線圈2中的磁通鏈也正比于i1

,有：----線圈1對線圈2的互感系數(shù),簡稱互感。同理有：

------線圈2對線圈1的互感系數(shù)。可以證明

------取決于兩線圈的形狀,大小,匝數(shù),相對位置,以及周圍磁介質(zhì)的分布情況。它與電流i1無關(guān)。

故有：互感的單位(SI制):亨利(H)［例］長直螺線管上有兩個密繞線圈,單位長度上的匝數(shù)為n1,n2。長直螺線管的體積為V,內(nèi)部充滿磁導(dǎo)率為

的磁介質(zhì)。求兩線圈的互感。【解】互感的計(jì)算方法:先選定一個線圈,設(shè)i

B

M?，F(xiàn)設(shè)i1

B1=n1i1

21

=

N2

21

=

N2BiS=N2

n1i1S=N2

n1i1S(l/l)=n2

n1i1Sl=n1n2i1