第四讲安培力.ppt

第四讲 安培力,11-6 载流导线在磁场中所受的力11-7 磁场对载流线圈的作用,一 安 培 力,洛伦兹力,由于自由电子与晶格之间的相互作用，使导线在宏观上看起来受到了磁场的作用力.,安培定律 磁场对电流元的作用力,11-6 载流导线在磁场中所受的力,有限长载流导线所受的安培力,安培定律,意义 磁场对电流元作用的力，在数值上等于电流元 的大小、电流元所在处的磁感强度 大小以及电流元和磁感应强度之间的夹角 的正弦之乘积,垂直于 和 所组成的平面,且 与 同向.,根据对称性分析,解,例 1 如图一通有电流 的闭合回路放在磁感应强度为 的均匀磁场中，回路平面与磁感强度 垂直.回路由直导线 AB 和半径为 的圆弧导线 BCA 组成，电流为顺时针方向,求磁场作用于闭合导线的力.,因,由于,故,解 取一段电流元,结论 任意平面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.,例 2 求 如图不规则的平面载流导线在均匀磁场中所受的力，已知 和.,例 3 半径为 载有电流 的导体圆环与电流为 的长直导线 放在同一平面内（如图），直导线与圆心相距为 d，且 R d 两者间绝缘,求 作用在圆电流上的磁场力.,解,二 电流的单位 两无限长平行载流直导线间的相互作用,国际单位制中电流单位安培的定义,在真空中两平行长直导线相距 1 m，通有大小相等、方向相同的电流，当两导线每单位长度上的吸引力为 时，规定这时的电流为 1 A（安培）.,问 若两直导线电流方向相反二者之间的作用力如何？,可得,一 磁场作用于载流线圈的磁力矩,如图 均匀磁场中有一矩形载流线圈MNOP,11-7 磁场对载流线圈的作用,线圈有N匝时,稳定平衡,不稳定平衡,1）方向与 相同,2）方向相反,3）方向垂直,力矩最大,结论:均匀磁场中，任意形状刚性闭合平面通电线圈所受的力和力矩为,0,p,q,q,=,=,稳定平衡,非稳定平衡,磁矩,例1 边长为0.2m的正方形线圈，共有50 匝，通以电流2A，把线圈放在磁感应强度为 0.05T的均匀磁场中.问在什么方位时，线圈所受的磁力矩最大？磁力矩等于多少？,问 如果是任意形状载流线圈，结果如何？,例2 如图半径为0.20m，电流为20A，可绕轴旋转的圆形载流线圈放在均匀磁场中，磁感应强度的大小为0.08T，方向沿 x 轴正向.问线圈受力情况怎样？线圈所受的磁力矩又为多少？,解 把线圈分为JQP和PKJ两部分,以 为轴，所受磁力矩大小,二 磁电式电流计原理,实验测定 游丝的反抗力矩与线圈转过的角度成正比.,磁铁,