高二物理競(jìng)賽：磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線的作用課件

1一、安培定律磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線的作用力即磁力，通常稱為安培力.安培定律：位于磁場(chǎng)中某點(diǎn)處的電流元Idl將受到磁場(chǎng)的作用力dF.dF的大小與電流強(qiáng)度I，電流元的長(zhǎng)度dl，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小以及Idl與B的夾角的正弦成正比.的方向垂直于Idl與B所組成的平面，指向按右螺旋法則決定.

2在國(guó)際單位制中，k＝1長(zhǎng)為l，電流I，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)，電流方向與B夾角為θ

3設(shè)在真空中有兩根相距為a的無(wú)限長(zhǎng)平行直導(dǎo)線，分別通有同方向電流和，求單位長(zhǎng)度所受磁場(chǎng)力.解：二、無(wú)限長(zhǎng)兩平行載流直導(dǎo)線間的相互作用力4國(guó)際單位制中電流單位“安培”的定義放在真空中的兩條無(wú)限長(zhǎng)平行直導(dǎo)線，各通有相等的穩(wěn)恒電流，當(dāng)兩導(dǎo)線相距1米，每一導(dǎo)線每米長(zhǎng)度上受力為2×10－7牛頓時(shí)，各導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度為1安培.問(wèn)若兩直導(dǎo)線電流方向相反二者之間的作用力如何？電流流向相同時(shí)，兩導(dǎo)線相互吸引；電流流向相反時(shí)，兩導(dǎo)線相互排斥，斥力與引力大小相等.5例10.3載有電流I1的長(zhǎng)直導(dǎo)線旁邊有一與長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直的共面導(dǎo)線，載有電流I2.其長(zhǎng)度為l，近端與長(zhǎng)直導(dǎo)線的距離為d，如圖所示.求I1作用在l上的力.解在l上取dl，它與長(zhǎng)直導(dǎo)線距離為r，電流I1在此處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直向內(nèi)、大小為dl受力

6方向垂直導(dǎo)線l向上，大小為所以，I1作用在l上的力方向垂直導(dǎo)線l向上，大小為7

a(b)

d(c)abcdI三、磁場(chǎng)對(duì)載流線圈的作用1.均勻磁場(chǎng)對(duì)載流線圈的作用和

大小相等，方向相反和

大小相等，方向相反，形成力偶8線圈有N匝，磁力矩

a(b)

d(c)abcdI（適用于均勻磁場(chǎng)中任意線圈）9....................IBB++++++++++++++++++++++++

I穩(wěn)定平衡非穩(wěn)定平衡討論2）方向相同3）方向相反IB.1）方向與垂直力矩最大10結(jié)論：平面載流剛性線圈在均勻磁場(chǎng)中，只受磁力矩作用，只發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，而不會(huì)發(fā)生整個(gè)線圈的平動(dòng).穩(wěn)定平衡非穩(wěn)定平衡11如圖，ab長(zhǎng)為l，電流I，ab邊受力

方向向右。四、磁力的功1.載流導(dǎo)線在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)磁力所做的功在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中當(dāng)電流不變時(shí)，磁力的功等于電流強(qiáng)度乘以回路所環(huán)繞面積內(nèi)磁通量的增量，即abcdIa/b/磁力F所做功為：122、載流線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)磁力矩所做的功設(shè)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)微小角度d時(shí)，使線圈法線n與B之間的夾角從變?yōu)?d,線圈受磁力矩

則M作功，使減少，所以磁力矩的功為負(fù)值，即13對(duì)于變化的電流或非勻強(qiáng)場(chǎng)或線圈從1轉(zhuǎn)到2時(shí)14例10.4載有電流I的半圓形閉合線圈，半徑為R，放在均勻的外磁場(chǎng)B中，B的方向與線圈平面平行.(1)求此時(shí)線圈所受的力矩大小和方向；(2)求在這力矩作用下，當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場(chǎng)B垂直的位置時(shí)，磁力矩所做的功.解(1)線圈的磁矩在圖示位置時(shí)，線圈磁矩P