《大学物理电磁学》PPT课件.ppt

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1、作业：6-21预习：§7.1、§7.2自学：§7.1中“电动势”复习：磁通量的计算大学物理第六章稳恒磁场（第四讲）主讲：王建星§6.5磁场对载流导线的作用安培力一．安培定律安培力(Ampere’sforce)的微观解释SI由于自由电子与晶格的相互作用，使导线在宏观上看起来受到了磁场力.电流元受到的磁力等于其中所有自由电子所受洛伦兹力的总和。洛伦兹力电流元中所有电荷受力的和＝电流元受力矢量式(6-38)的大小：方向：由决定一．安培定律说明：1)——所在处的磁感强度;由其它电流元激发，无的贡献。2)df与有

2、关：=0,，即时，df=0；=/2，即时，df=BIdl——最大的大小：方向：由决定矢量式二．任意形状载流导线所受磁场力I(6-39)二．任意形状载流导线所受磁场力(6-39)求的思路：1)求任一；2)分解3)合成例1．在匀强磁场中，有一长为L的载流直导线，其与磁场夹角为，求磁场对它的作用力。II解：任取一方向：垂直纸面向里。各同向(6-40)讨论：1)fmax=BIL2)fmin=0例2．P232例6-6在磁感应强度为的均匀磁场中，垂直于磁场方向的平面内有一段载流曲形导线，电流为I，

3、求该导线所受安培力。lOPxIy解：任取一方向如图。dfxdfydfx＝dfsin＝BIdlsindy＝BIdydfy＝dfcos＝BIdlcosdx＝BIdx=0=BIl(6-J3)结论：在稳恒的均匀磁场中，任意形状的通电导线所受的磁力BRILBI034若为通电闭合回路？等效为连接该导线两端点的直线电流所受的磁力。LIaI0例3．求载流直导线在非匀强磁场中所受安培力。解：任取一ldf=BIdlsin900I

4、0=———Idl2(a+l)方向如图。各电流元受力均同向0I0Ia+L=——ln——2a能否等效为在匀强磁场中的情况？aI1I2dcb例4．载流I1的长直导线旁有一与之共面的正三角形回路，边长为a，载有电流I2，一边与直导线平行，且相距a。求：I1作用在回路上的力。解：各边受力如图：bd边：任取一l1df1=BI2dl1各电流元受力均同向=BI2a0I1I2=———2dc边：l2df3=BI2dl20I1=——————I2dl22(a+l2sin60)由对称性分析可知：f2=f3xyOfy

5、=f3yf2y=0f=fx=2f2xf1=2f2cos60f1=<0方向指向I1。三．磁场对载流线圈的作用1．匀强磁场中的载流线圈Ibacdl2l1(1)单匝矩形线圈bc边：fbc=BIl1sinad边：fad=BIl1sin()ab边：•Il1fab=BIl2cd边：fcd=BIl2匀强磁场中的载流线圈受合力为0。力偶矩：dM=fabl1cos=BIl2l1cos=BIScos+=/2IS=pmM=Bpmsin矢量式：(6-42)结论：在匀强磁场中，线圈只会转动

6、，不会平动。•Il1(2)N匝矩形线圈INIfNf合力仍为0，但合力矩增为N倍M=N(BISsin)=Bpmsin稳定平衡非稳定平衡随遇平衡2．非匀强磁场中的载流线圈•各电流元所受的不同向，合力不为0。肯定会平动！“平动+转动”向B处动！适用于任意形状的平面线圈在匀强磁场中的情况。例：真空中有一个半径为R的圆线圈，通有电流I1，另有一无限长直导线，载有电流I2。直导线垂直线圈平面，与之相切，设圆线圈可绕MN轴转动。试求圆线圈在图示位置受到的磁力矩。NM解：取一对电流元I1dl=I1R

7、d两者受元磁力大小相等，方向相反。构成一对力偶力偶矩？俯视图dfdf=BI1dlsin(90/2)0I2=————————I1Rdcos(/2)2[2Rsin(/2)]0I1I2=———cot(/2)d4力偶矩0I1I2dM=———cot(—)d2Rsin()420I1I2=———cos2—d20I1I2R=————2