磁力矩教學(xué)課件（經(jīng)典實(shí)用）

1、磁力矩 磁力矩磁力矩 磁力矩 一一. .力臂、力矩力臂、力矩 1.力臂：力的作用線到轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)的垂直距 離叫力臂，用l表示。 F1 F2 F3 F4 F5 A O B 知識(shí)回顧知識(shí)回顧 磁力矩 2.2.力矩力矩: :力乘力臂叫力矩力乘力臂叫力矩 公式：公式：M = FM = FL L 單位：牛頓單位：牛頓米米 N N m 矢量：規(guī)定逆時(shí)針方向的力矩為正，矢量：規(guī)定逆時(shí)針方向的力矩為正， 順時(shí)針方向的力矩為負(fù)。順時(shí)針方向的力矩為負(fù)。 3.3.力矩的作用：改變物體的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。力矩的作用：改變物體的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。 F F1 1 F F2 2 F F3 3 F F4 4 F F5 5 A O B 知識(shí)回顧知識(shí)

2、回顧 磁力矩 二二、有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體平衡有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體平衡 1 1、平衡狀態(tài)：保持靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)、平衡狀態(tài)：保持靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 2 2、平衡條件：、平衡條件：M M順 順=M =M逆 逆 或 或M=0M=0 知識(shí)回顧知識(shí)回顧 磁力矩 一、勻強(qiáng)磁場(chǎng)作用于通電矩形線圈的一、勻強(qiáng)磁場(chǎng)作用于通電矩形線圈的 磁力矩磁力矩 在一般情況下，磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線有安培力在一般情況下，磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線有安培力 作用，安培力就是磁場(chǎng)力如果安培力對(duì)某轉(zhuǎn)軸作用，安培力就是磁場(chǎng)力如果安培力對(duì)某轉(zhuǎn)軸 的力臂不等于零，這個(gè)安培力就能產(chǎn)生磁力矩的力臂不等于零，這個(gè)安培力就能產(chǎn)生磁力矩 新授新授 磁力矩 有一個(gè)矩形線圈有一個(gè)

3、矩形線圈abcd，ab邊長邊長l1， bc邊長邊長l2，線圈中通有圖示方向，線圈中通有圖示方向 的電流的電流I坐標(biāo)軸坐標(biāo)軸z軸與線圈的軸與線圈的 對(duì)稱轉(zhuǎn)軸對(duì)稱轉(zhuǎn)軸OO 重合，線圈平面重合，線圈平面 與與x軸正方向之間的夾角為軸正方向之間的夾角為， 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度沿著勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度沿著y軸軸 正方向。正方向。 新授新授 磁力矩 線圈的四邊均受安培力作用，線圈的四邊均受安培力作用， 但但bc邊和邊和ad邊所受的安培力邊所受的安培力 大小相等，方向相反，且作大小相等，方向相反，且作 用在同一直線上，作用效果用在同一直線上，作用效果 正好抵消，不產(chǎn)生力矩。所正好抵消，不產(chǎn)生力矩。所 以只有

4、以只有ab邊和邊和cd邊上所受的邊上所受的 安培力才會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)軸安培力才會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)軸OO 產(chǎn)產(chǎn) 生磁力矩生磁力矩M。 sinsin 2 sin 2 21 22 lBIl l F l FM cdab 磁力矩 式中式中l(wèi)1l2就是矩形線圈所包圍的面積就是矩形線圈所包圍的面積S，我們把電流，我們把電流I 與通電線圈所包圍的面積與通電線圈所包圍的面積S的乘積叫做該通電線圈的乘積叫做該通電線圈的的 磁矩，用磁矩，用來表示來表示 通電矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受的磁力矩可表通電矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受的磁力矩可表 示為示為 sinBM 式中式中角的大小也等于線圈平面法線與磁感角的大小也等于線圈平面法線與磁感 應(yīng)強(qiáng)度之

5、間的夾角應(yīng)強(qiáng)度之間的夾角 sinsin 2 sin 2 21 22 lBIl l F l FM cdab 思考：如果線圈是由思考：如果線圈是由n匝導(dǎo)線制成的，則通電線圈所受的磁匝導(dǎo)線制成的，則通電線圈所受的磁 力矩應(yīng)為多少？力矩應(yīng)為多少？ sinnBM 磁力矩 填空填空 通電線圈所受磁力矩，不僅與通電線圈所受磁力矩，不僅與 有關(guān)，有關(guān)， 還和通過的還和通過的 、線圈的、線圈的 、 、 相對(duì)磁場(chǎng)的位置有關(guān)當(dāng)線圈平面法線與相對(duì)磁場(chǎng)的位置有關(guān)當(dāng)線圈平面法線與 磁場(chǎng)磁場(chǎng) ，即線圈平面與磁場(chǎng)垂直時(shí)磁力，即線圈平面與磁場(chǎng)垂直時(shí)磁力 矩為零；當(dāng)線圈平面法線與磁場(chǎng)矩為零；當(dāng)線圈平面法線與磁場(chǎng) ，即，即 線圈平

6、面與磁場(chǎng)平行時(shí)磁力矩最大線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)磁力矩最大 磁場(chǎng)磁場(chǎng) 大小大小圈數(shù)圈數(shù)電流電流 平行平行 垂直垂直 磁力矩 示例示例 每邊長度為每邊長度為4cm的正方形線圈，共有的正方形線圈，共有10匝，通以匝，通以 100mA的電流，放在某勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并測(cè)得其最大的電流，放在某勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并測(cè)得其最大 磁力矩為磁力矩為8X10-4Nm。 求：求：（1）線圈的磁矩線圈的磁矩 ； （2）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。 磁力矩 示例示例 1、判斷、判斷ab邊和邊和cd邊所受磁場(chǎng)力的方向邊所受磁場(chǎng)力的方向 2、bc邊是否受磁場(chǎng)力的作用邊是否受磁場(chǎng)力的作用?為什么為什么? 3、假設(shè)沒有任何阻力，在此位置線圈將如何運(yùn)動(dòng)、假設(shè)沒有任何阻力，在此位置線圈將如何運(yùn)動(dòng)? 4、為使線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，還需要如何改進(jìn)、為使線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，還需要如何改進(jìn) 如右圖所示是一個(gè)直如右圖所示是一個(gè)直 流電動(dòng)機(jī)的工作原理流電動(dòng)機(jī)的工作