高二物理竞赛课件：磁力的功（14张PPT）

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磁力的功

1例.无限长直载流导线通有电流I1，在同一平面内有长为L的载流直导线，通有电流I2。如图r、已知，求长为L的导线所受的磁场力。解：建立如图所示之坐标系dxxrI1I2xOdF考察I2上电流元I2dl受力

2例7-17有一半径为R的半圆形导线，通有电流I，它处于一磁感应强度为B的匀强磁场之中。求：安培力。推广:任意载流导线在均匀磁场中所受的力,与其始点和终点相同的载流直导线所受的磁场力相同.×××××××××××××××××××××××××××ByxoRIθθddlI由对称性该通电导线所受安培力:F=IB2R

3l1IIIIbnl2Bacd载流线圈在磁场中受到的磁力矩F1F2F3F4F1和F2形成一“力偶”，可以使线框产生转动。能使线框产生形变。

4磁力矩：注：上式适合于任意形状的闭合载流线圈。N匝线圈的磁力矩：nF1F2l1B磁矩：磁力矩：l1IIIIbnl2BacdF1F2F3F4

5说明：上式适用于任何闭合线圈，但要求线圈所在处的磁场均匀。B为均匀磁场时，闭合线圈所受的合力为零，但合力矩一般不为零；B为非均匀磁场时，线圈所受的合力、合力矩一般都不为零，此时线圈向磁场强的地方运动。线圈转动又平动。磁场对任意形状弯曲导线的作用合力等于从起点到终点间的载有同样电流的直导线所受的磁场力。

6(1)=0时，M=0稳定平衡BIBI(2)=180时，M=0非稳定平衡I(3)=90时，M=Mmax=NBISB在均匀磁场中，平面载流线圈的转动趋势是使其磁矩的方向与外磁场的方向一致，即=0。不同角的磁力矩、磁通量

7磁力对运动载流导线作的功FIBabcdLabx磁场力：F=BIL磁场力的功：A=Fx=BILx其中BLx=BS=磁场力的功：

8载流线圈在磁场中转动时磁场力的功可以证明磁力矩的功：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面积内的磁通量的增量的乘积。本例磁力矩向外，角位移向内。⊙nF2F1Bd

9例.一半径为R的闭合载流线圈，载流I，放在磁感应强度为B的均匀磁场中，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。(2)在力矩作用下，线圈转过90，力矩做了多少功？BI解法一：线圈转过90时，磁通量的增量为：

10解法二*：一段电流元受力BI方向：向外。方向：向下线圈在任意时的力矩。从下往上看!I⊙⊙

11力矩的功：从下往上看⊙

12能与磁场发生相互作用的物质称为磁介质磁介质被磁化附加磁场电介质被极化附加电场极化电荷外场磁化电流外场削弱外场？磁介质及其磁化设外场磁感应强度B0，介质磁化后附加磁场B磁介质中磁场：介质磁化的附加磁场就对应存在磁化电流Is

13磁介质分类顺磁质(paramagnet)：r>1,B>B0,B与B0同向抗磁质(diamagneticmaterial)：r<1,B>1,B>>B0,B与B0同向弱磁性介质强磁性介质定义：相对磁导率(relativepermeability)：磁导率(permeability)：磁介质中磁场：