高二物理竞赛磁场对载流导线的作用(安培力)课件.pptx

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1、 磁场对载流导线的作用(安培力)lIdIB电流元受力Bvqf dii电荷数 N= nV= nsdl电量 Q=Nq=nsqdl 受力总和为BvqBvqfdiii)(BvdlnsqBvNqlqvdvqdll dvq方向相同，方向与BlnsvqdBvnsdlqf dLLBlIdf dF对一段导线：BlIdf dnsvqI一段直线电流sinBIlF 1 磁 流 体 船B电流BF海水进水出水发动机接发电机IF电极2应用 电磁轨道炮II导电导轨金属熔块如铜块B弹块 BFmII 106A导电气体a 10 6 g ， 在1ms内，弹块速度可达10km/s3绚丽多彩的极光 在地磁两极附近，由于磁感线与地面垂直，

2、外层空间入射的带电粒子可直接射入高空大气层内，它们和空气分子的碰撞产生的辐射就形成了极光。4安培力的实质：磁场通过洛仑兹力而施于导体的作用力。所以安培力是洛仑兹力的宏观表现；洛仑兹力是安培力的微观来源。LFIdlB 5例例1 1 如图，一条任意形状的载流导线位于均匀磁场中，试证明它所受的安培力等于载流直线 所受的安培力。Bab lId 6受力大小电流元lId)()(dbaBlIF)()()d(baBlIBabIabBIlId位置取电流元载流导线上任意Bab lId 7*在均匀磁场均匀磁场中的闭合载流回路闭合载流回路整体 上不受磁力推论：推论：在均匀磁场（均匀磁场（大小相等，方向相同）中，载流导

3、线所受安培力与导线形状无关，只与始末两点的直线距离直线距离成正比。8BSNIM 若是N 匝线圈： 定义：线圈磁矩 mpIS mMpB 讨论：结论在匀强磁场中，平面线圈所受合力为零， 它将在磁力矩作用下发生转动而没有平动。2. 非匀强磁场对载流线圈的作用 由于线圈上各处磁场不一定相同，线圈所受的合力和合力矩一般都不会等于零。所以，线圈除转动外还有平动。BSIM磁力矩总是使线圈磁矩的方向转向外磁场方向.Bn9 外力克服磁力矩做的功 = 磁矩 在磁场中势能的增量 221112sin(coscos)mmAMdp Bdp B cosmmmWp BpB mp当取磁矩方向与磁场方向垂直的位置，即： = /2

4、的位置为磁矩的势能零点时，则：在均匀磁场中，磁矩与磁场间夹角为 时磁矩 的势能为mp21mmWW3.载流线圈在匀强磁场的势能104.磁电式电流计原理IIKNISMMNSBIKBI 11例1 在顶点为450的扇形区域，B均匀且方向垂直向里，有一质量m、电量e的电子在底边距顶点为L的地方以v垂直底边射入该区域，为使电子不从上面边界跑出，问电子的速度最大不应超过多少？12解：电子在磁场中做圆周运动eBmvRRvmevB2meBRv RLR045sin) 12(meBLv13例3 铜导线ABCD是边长为a 的正方形，可绕O轴无摩擦地转动。导线在竖直向上的磁场中保持平衡。已知密度 、 截面S 、I、 ，求磁感应强度B大小。BOOADCBa14解：以 平衡时，必须满足线框的重力矩与线框所受的磁力矩对0轴平衡。重力矩oBn sinsin2121agasagasM磁力矩cos)2sin(22BIamBM平衡时21MM IgtgsB2BOOADCBa15