磁场对载流导线与线圈的作用

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1、磁场对载流导线与线圈的作用电磁学第四章第四讲回顾：上次课主要内容回顾：上次课主要内容1、洛仑兹力公式+2、运动带电粒子在均匀磁场中的运动回顾：上次课主要内容回顾：上次课主要内容3、霍尔效应霍耳电压一、磁场对载流导线的作用一、磁场对载流导线的作用1、电流元在外磁场中受到的安培力电流元在磁场中（安培力）受的作用力安培力与洛仑兹力的关系:S洛仑兹力是安培力的微观本质；安培力是洛化兹力的集体宏观表现！2、任意形状载流导线在外磁场中受到的安培力一、磁场对载流导线的作用一、磁场对载流导线的作用例1：求下图载流导线在均匀磁场B中所受安培力。均匀磁场方向：解：一、磁场对载流

2、导线的作用一、磁场对载流导线的作用例2：无限长直载流导线I1旁放置载流直导线I2，求I2受到的安培力。dx结果：一、磁场对载流导线的作用一、磁场对载流导线的作用例3：求下图半圆电流在均匀磁场B中所受安培力。匀强结果：例4:在均匀磁场中放置一半径为R的半圆形导线，电流强度为I，导线两端连线与磁感强度方向夹角=30°,求此段圆弧电流受的磁力。场均匀方向恒定一、磁场对载流导线的作用一、磁场对载流导线的作用均匀磁场中任意载流导线所受的磁场力＝相同电流的直导线均匀磁场中任意载流平面线圈所受的磁场力=0所受的磁场力推广：一、磁场对载流导线的作用一、磁场对载流导线的作用

3、课堂练习1：如图，在磁感应强度为的均匀磁场中，有一圆形载流导线，a、b、c是其上三个长度相等的电流元，则它们所受安培力大小关系为：abcI一、磁场对载流导线的作用一、磁场对载流导线的作用I1I2ABCDdl2dl1d载流导线AB单位长度所受的力:3、平行载流导线间的相互作用力一、磁场对载流导线的作用一、磁场对载流导线的作用平行反向载流导线之间的力会怎样(方向、大小)?电流单位“安培”定义如下:真空中当两无限长圆形AI1I2BCDdl2dl1截面平行载流导线相距1m，通以相同电流，单位长度的相互作用力为2107N时,导线内电流为1安培.验证如下：当I1=I2

4、=1A一、磁场对载流导线的作用一、磁场对载流导线的作用侧视图俯视图载流线圈的法向载流线圈受磁力矩其中：二、磁场对载流线圈的作用二、磁场对载流线圈的作用(1)适用于在均匀磁场中任何形状的载流线圈。(2)对Ｎ匝线圈：(3)合力：课堂练习2：长直电流I2与圆形电流I1共面，并与其一直径相重合（但两者间绝缘），设长直电流不动，则圆形电流将(A)绕I2旋转；(B)向左运动；(C)向右运动；(D)向上运动；(E)不动.I2I1二、磁场对载流线圈的作用二、磁场对载流线圈的作用1、载流导线在均匀磁场中运动时磁力所作的功载流导线AB在均匀磁场所受的磁力：三、磁力的功三、磁力的

5、功F=BIl初、末位置磁通量的改变量:W=FslCDABIFA'B'AB在磁力作用下移动到A'B'：结论：载流导线在均匀磁场中移动过程中，磁力作的功dW=-Md2、载流线圈在磁场中转动时磁力所作的功×·M=BISsin载流线圈在磁场中受到的磁力矩：设载流线圈在磁力矩作用下偏转一个微小的角度d：三、磁力的功三、磁力的功结论：载流线圈在均匀磁场中移动过程中，磁力作的功1、直流电动机四、安培力的应用举例四、安培力的应用举例四、安培力的应用举例四、安培力的应用举例1、直流电动机【说明】因安培力的力矩跟电流成正比，而螺旋形弹簧的扭矩与指针转过的角度成正比，所以

6、磁电式电表的表盘刻度是均匀的。2、磁电式电表四、安培力的应用举例四、安培力的应用举例3、电磁轨道炮四、安培力的应用举例四、安培力的应用举例~106g常规火炮弹头的速度～2km/s。弹块速度可达10km/s.电磁轨道跑：弹丸初速度大，无声响，无烟尘，易操作，生存力强，可望用于反卫星，反导弹，反装甲与战术防空。四、安培力的应用举例四、安培力的应用举例4、磁流体船四、安培力的应用举例四、安培力的应用举例B电流Bf海水进水出水发动机发电机IF电极没有机械转动部分造成的能量损耗。可提高效率。优点：m运动电荷载流导线载流线圈磁力作功---磁势能W=I磁场作用于课

7、堂小结课堂小结作业4.10;4.11;4.17;4.18Classover