2021-2022学年高二物理竞赛课件：磁力的功.pptx

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1、磁力的功磁力的功1 1、磁力对运动载流导线作的功、磁力对运动载流导线作的功、磁力对运动载流导线作的功、磁力对运动载流导线作的功F F I IB Ba ab bc cd dL La a b b x x磁场力：磁场力：磁场力：磁场力：F=ILF=ILB B磁场力的功：磁场力的功：磁场力的功：磁场力的功：A=FA=F x=ILx=ILB B x x其中其中其中其中 BLBL x=Bx=B S=S=mm磁场力的功：磁场力的功：磁场力的功：磁场力的功：磁力的功磁力的功线圈有线圈有N匝时匝时MNOPI M,N O,PIB.IBB I稳定平衡稳定平衡不不稳定平衡稳定平衡讨讨 论论1）方向与方向与 相同相同2

2、）方向相反）方向相反3）方向垂直）方向垂直力矩最大力矩最大 例例 边长为边长为0.2m的正方形线圈，共有的正方形线圈，共有50 匝匝 ，通以，通以电流电流2A，把线圈放在磁感应强度为，把线圈放在磁感应强度为 0.05T的均匀磁场的均匀磁场中中.问在什么方位时，线圈所受的磁力矩最大？磁力问在什么方位时，线圈所受的磁力矩最大？磁力矩等于多少？矩等于多少？解解得得问问 如果是任意形状载流线圈，结果如何？如果是任意形状载流线圈，结果如何？结论结论:均匀均匀磁场中，任意形状磁场中，任意形状刚刚性闭合性闭合平面平面通电线圈所受的力和力矩为通电线圈所受的力和力矩为IRQJKPo 例例 如图半径为如图半径为0

3、.20m，电流为，电流为20A，可绕轴旋转的，可绕轴旋转的圆形载流线圈放在均匀磁场中圆形载流线圈放在均匀磁场中，磁感应强度的大小为，磁感应强度的大小为0.08T，方向沿，方向沿 x 轴正向轴正向.问线圈受力情况怎样？问线圈受力情况怎样？线圈线圈所受的磁力矩又为多少？所受的磁力矩又为多少？解解 把线圈分为把线圈分为JQP和和PKJ两部分两部分以以 为轴，为轴，所受磁力矩大小所受磁力矩大小IRQJKPo载流线圈在磁场中转动时磁场力的功载流线圈在磁场中转动时磁场力的功载流线圈在磁场中转动时磁场力的功载流线圈在磁场中转动时磁场力的功载流线圈在磁场中转动时磁场力的功载流线圈在磁场中转动时磁场力的功力矩的

4、功：力矩的功：力矩的功：力矩的功：磁力矩：磁力矩：磁力矩：磁力矩：磁力对运动载流导线的功等于电流强度与回路包围磁力对运动载流导线的功等于电流强度与回路包围面积内的磁通量的增量的乘积面积内的磁通量的增量的乘积.或者说或者说,等于电流强度等于电流强度乘以回路所切割的磁感应线的条数乘以回路所切割的磁感应线的条数.nF2F1B d 例例例例1.1.一一半半径径为为R的的闭闭合合载载流流线线圈圈,载载流流I,放放在在磁磁感感应应强强度为度为B的均匀磁场中的均匀磁场中,其方向与线圈平面平行其方向与线圈平面平行.(1)求以直径为转轴、线圈所受磁力矩的大小和方向求以直径为转轴、线圈所受磁力矩的大小和方向.(2)在力矩作用下在力矩作用下,线圈转过线圈转过90,力矩做了多少功？力矩做了多少功？BI解法一：解法一：解法一：解法一：线圈转过线圈转过90,磁通量的增量为：磁通量的增量为：解法二：解法二：解法二：解法二：考查一段电流元受力考查一段电流元受力BI方向：方向：力矩的功：力矩的功：