《大学物理下教学课件》稳恒磁场.ppt

带电粒子在磁场中所受作用及其运动,运动带电粒子在静电场和磁场中受到的作用力：,洛伦兹力,磁力对运动带电粒子所作的功恒等于零。,带电粒子在磁场中的运动,判定半导体材料的类型,磁场对载流导线的作用,在载流导线上任取一电流元，此电流元在磁场中所受的安培力：,一段任意形状的载流导线所受的磁力：,安培定律,载流导线不可能产生作用在导线自身上的力。,（1）若作用在各电流元上的安培力的方向都相同：,（2）若每一小段所受的安培力的方向都不同：,例1、在xy平面上有一根形状不规则的载流导线，电流为I。磁感应强度为B的均匀磁场与xy平面垂直。求：作用在此导线上的磁场力。,解：,推广到一般情况：均匀磁场B中，,例2、无限长载流直导线I1附近，有另一段长为b的载流导线I2，仰角为，且与I1共面。求I2所受的磁场力。,解：,方向：,例3、一无限长载流直导线I1与一半径为R的圆电流I2处于同一平面内，直导线与圆心相距为d，且Rd。求作用在圆电流上的磁场力。,解,由对称性分析：,磁场对载流线圈的作用,ab=cd=l2 bc=ad=l1,二力等值、反向、不共线，形成力偶矩。,二力等值、反向、共线，相互抵消。,如果线圈有N匝：,推广：对于在匀强磁场中任意形状的平面线圈都成立。,讨论:(1)当=/2，磁力矩为最大，(2)当=0，磁力矩为零，稳定平衡，(3)当=，磁力矩为零，不稳定平衡。,B,=,/2,=/2,/2,=0,磁力的功,1.载流导线在磁场中运动时磁力所作的功,假定电流I保持不变，,2.载流线圈在磁场内转动时磁力所作的功,设法使线圈中的电流维持不变。,推广：任意的闭合电流回路，在磁场中改变位置或形状时，如果保持回路中电流不变，则磁力或磁力矩所作的功都可按上式计算。,例4、半径为R的半圆线圈，载有电流I，放在均匀磁场B中，求：1.线圈在此方位所受的磁力矩？2.在磁力矩作用下线圈转/2，磁力的功？,H矢量的环流只和传导电流有关，而在形式上与磁介质的磁性无关。,有磁介质时的安培环路定理,磁介质中的磁场 磁场强度,相对磁导率,例1、长直螺旋管内充满均匀磁介质，通有电流，单位长度的匝数为n。求：管内的磁感应强度。,解：,例2、长直单芯电缆的芯是一根半径为R 的金属导体，它与外壁之间充满均匀磁介质，电流从芯流过沿外壁流回。求:介质中磁场分布。,解：,