電磁場與電磁波磁場對對電流的作用

1、一、安培定理一、安培定理 7.5 磁場對電流的作用二、磁場對平面載流線圈的作用二、磁場對平面載流線圈的作用1. 均勻磁場中的剛性矩形載流線圈均勻磁場中的剛性矩形載流線圈2. 磁場力的功磁場力的功一、安培定理一、安培定理大?。捍笮。悍较颍悍较颍簊inddlBIF 右手螺旋法則右手螺旋法則 任意形狀載流導(dǎo)線的安培力任意形狀載流導(dǎo)線的安培力BlIFFdd 7.5 磁場對電流的作用BlIF dd安培力安培力此段載流導(dǎo)線受的磁力。此段載流導(dǎo)線受的磁力。在電流上任取電流元在電流上任取電流元lIdBlIF ddxyOAILlIdFdddIB x jIB y ijIBLyIBixIBjFL dd000例例 在

2、均勻磁場在均勻磁場 B B 中放置一任意形狀的導(dǎo)線，電流強度為中放置一任意形狀的導(dǎo)線，電流強度為I I求求解解相當(dāng)于一根載流直導(dǎo)線在勻強磁場中受力，方向沿相當(dāng)于一根載流直導(dǎo)線在勻強磁場中受力，方向沿y y 向。向。F(dd) ()Ix iy jB k 若將電流補成閉合回路，可證閉合線圈在勻強磁場中受力為零若將電流補成閉合回路，可證閉合線圈在勻強磁場中受力為零 例例 求一載流導(dǎo)線框在無限長直導(dǎo)線磁場中的受力和運動趨勢求一載流導(dǎo)線框在無限長直導(dǎo)線磁場中的受力和運動趨勢解解 1Iaba2I1234x121bBIf 1aIbI21023323bBIf aIbI4102方向向左方向向左方向向右方向向右2

3、xBIfdd22aaff222d2ln2210II24ff 4 整個線圈所受的合力整個線圈所受的合力4321ffffF31ff 線圈向左做平動線圈向左做平動31ffxI d2xxIxId2210例例勻強磁場中，平行于磁場線插入一無限大載流平面，放入后勻強磁場中，平行于磁場線插入一無限大載流平面，放入后平面兩側(cè)的磁感應(yīng)強度分別為平面兩側(cè)的磁感應(yīng)強度分別為求求 載流平面上單位面積所受的磁場力？載流平面上單位面積所受的磁場力？1B2B和和如圖所示。如圖所示。1B2B解解j2/0jBBB右左無限大載流平面無限大載流平面所產(chǎn)生的磁場所產(chǎn)生的磁場 磁場疊加原理磁場疊加原理01BBB02BBB2/210BB

4、B2/12BBB012BBj取坐標系如圖取坐標系如圖xzy 平板電流密度平板電流密度lId d d dxd dy1B2Bj 在載流平面上取一面元在載流平面上取一面元 dS=dx dy電流元電流元xz勻強磁場對電流元作用力勻強磁場對電流元作用力0dddBlIf0d j S jB i0d j SB k j0ddffjB kS 222102BBk 單位面積所受的磁場力單位面積所受的磁場力ddj xy jd j S jxyz二、磁場對平面載流線圈的作用二、磁場對平面載流線圈的作用B1l2lDAFBCFDCBAI 作用在作用在DA 和和BC上的力上的力cos1BIlFFBCDA方向相反在同一直線上方向相

5、反在同一直線上2BIlFFABCD對中心的力矩大小為對中心的力矩大小為sin2sin211lFlFMCDABsin12lBIl1. 在均勻磁場中的剛性矩形載流線圈在均勻磁場中的剛性矩形載流線圈mMpBmpISn線圈磁矩線圈磁矩DAABFCDF1lI 作用在作用在CD 和和AB上的力上的力nnsinBISmpB0穩(wěn)定平衡穩(wěn)定平衡BDCBAIDAnn非穩(wěn)定平衡非穩(wěn)定平衡mMpBABFCDFnABFCDFDA0M0 或msinMBp討論討論負號表示力矩負號表示力矩M 與與 反號反號2. 磁場力的功磁場力的功ddMA )cosd( BSIm 2m1mdAIBDAFBCFDCBAIDAABFCDFInn)d(nSBImdIm2m1m()II msinMpBBISdsinBIS 功功 A 等于電流強度等于電流強度 I 乘以通過回路磁乘以通過回路磁通量的增量通量的增量 線圈轉(zhuǎn)動線圈轉(zhuǎn)動BIlFIBlF 方向向右方向向右在有限過程中，磁力所做的功在有限過程中，磁力所做的功) () (aaIBlaaFASIBmI 安培力所做的功等于電流強度乘以導(dǎo)