物理学下12-磁场对载流导线的力和对载流线圈的力矩优秀PPT.pptx

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1、物理学下 12磁场对载流导线的力和对载流线圈的力矩张宏浩19-3 磁场对载流导线的作用磁场对载流导线的作用一、一、安培定律安培定律安培力：安培力：电流元在磁场中受到的磁力电流元在磁场中受到的磁力安培定律安培定律方向推断方向推断 右手螺旋右手螺旋载流导线受到的磁力载流导线受到的磁力大小大小讨讨 论论图示为相互垂直的两个电流元图示为相互垂直的两个电流元它们之间的相互作用力它们之间的相互作用力电流元电流元所受作用力所受作用力电流元电流元所受作用力所受作用力B取电流元取电流元受力大小受力大小方向方向积分积分结论结论方向方向匀整磁场中载流直导线所受安培力匀整磁场中载流直导线所受安培力导线导线1 1、2

2、2单位长度上单位长度上所受的磁力为：所受的磁力为：二、二、无限长两平行载流直导线间的相互作用力无限长两平行载流直导线间的相互作用力a a电流单位电流单位“安培安培”的定义的定义：放在真空中的两条无限长平行直导线，各通有相等的放在真空中的两条无限长平行直导线，各通有相等的稳恒电流，当导线相距稳恒电流，当导线相距1 1米，每一导线每米长度上受力米，每一导线每米长度上受力为为210-7210-7牛忽然，各导线中的电流强度为牛忽然，各导线中的电流强度为1 1安培。安培。例、匀整磁场中随意形态导线所受的作用力例、匀整磁场中随意形态导线所受的作用力受力大小受力大小方向如图所示方向如图所示建坐标系取重量建坐

3、标系取重量积分积分取电流元取电流元推论推论在匀整磁场中随意形态闭在匀整磁场中随意形态闭合载流线圈受合力为零合载流线圈受合力为零练习练习 如图如图 求半圆导线所受安培力求半圆导线所受安培力方向竖直向上方向竖直向上解：解：例：求一无限长直载流导线的磁场对另始终载流例：求一无限长直载流导线的磁场对另始终载流 导线导线ab的作用力。的作用力。已知：已知：I1、I2、d、LLxdba三、磁场对载流线圈的作用三、磁场对载流线圈的作用.假如线圈为假如线圈为N匝匝探讨探讨.（1）（2）（3）四、四、磁力的功磁力的功1.载流导线在磁场中运动时磁力所做的功载流导线在磁场中运动时磁力所做的功.2.载流线圈在磁场中转

4、动时磁力矩所做的功载流线圈在磁场中转动时磁力矩所做的功+.磁矩与磁场的磁矩与磁场的相互作用能相互作用能例：一半径为例：一半径为R的半圆形闭合线圈，通有电流的半圆形闭合线圈，通有电流I，线圈，线圈放在匀整外磁场放在匀整外磁场B中，中，B的方向与线圈平面成的方向与线圈平面成300角，角，如右图，设线圈有如右图，设线圈有N匝，问：匝，问：（1）线圈的磁矩是多少？）线圈的磁矩是多少？（2）此时线圈所受力矩的大小和方向？）此时线圈所受力矩的大小和方向？（3）图示位置转至平衡位置时，）图示位置转至平衡位置时，磁力矩作功是多少？磁力矩作功是多少？解：（解：（1）线圈的磁矩）线圈的磁矩pm的方向与的方向与B成成600夹角夹角可见，磁力矩作正功可见，磁力矩作正功磁力矩的方向由磁力矩的方向由 确定，为垂直于确定，为垂直于B的方向向上。的方向向上。即从上往下俯视，线圈是逆时针即从上往下俯视，线圈是逆时针（2）此时线圈所受力矩的大小为）此时线圈所受力矩的大小为（3）线圈旋转时，磁力矩作功为）线圈旋转时，磁力矩作功为