2022-2023學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：磁場(chǎng)對(duì)電流的作用

磁場(chǎng)對(duì)電流的作用磁場(chǎng)對(duì)電流的作用§13.1安培定律安培定律：放在磁場(chǎng)中某點(diǎn)的電流元，將受到磁場(chǎng)的作用力（安培力）

大?。悍较颍捍怪庇谒鶝Q定的平面，按右手法則確定。

矢量式：

整個(gè)導(dǎo)線受力：fLI例：長(zhǎng)為L(zhǎng)的載流直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖，因各電流元受力方向一致，故：§13.2磁場(chǎng)對(duì)載流線圈的作用力

一、勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的載流線圈

F’FL2L1θdcbaIIBF’FφIθd(c)a(b)Bn又由圖有：

故

如線圈有N匝，則有：其中：

矢量式有：

§13.3磁場(chǎng)力的功aEbLIb’a’dcFB

載流導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)時(shí)磁力做功由安培定律有：故：

可見(jiàn)，如果電流強(qiáng)度I保持不變，磁力所做的功等于電流強(qiáng)度乘以通過(guò)回路所環(huán)繞的面積內(nèi)磁通量的增量，也既等于電流強(qiáng)度乘以載流導(dǎo)線在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所切割的磁力線數(shù)。

另外，當(dāng)導(dǎo)線在ab及a’b’時(shí)，通過(guò)回路的磁通量分別為：該結(jié)論可推廣到各種情況，比如轉(zhuǎn)動(dòng)，變形等§13.4平行電流間的相互作用力I’B’B IdF’dFdl’dla又因?yàn)?/p>

所以有：故單位長(zhǎng)度導(dǎo)線受力為：I與I’同向相互吸引同向相吸

I與I’反向相互排斥異向相斥§13.5洛侖茲力

由安培定律，任一電流元IdL受磁場(chǎng)力作用為：

令導(dǎo)線中帶電粒子q體密度為n，速度為v，導(dǎo)線截面積為s。有：又Idl中存在的帶電粒子數(shù)為：

故有：每個(gè)粒子受力為：寫(xiě)成矢量式為：SVdlIfVBfVBVE§13.6帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)VE一、勻強(qiáng)電場(chǎng)二、勻強(qiáng)磁場(chǎng)VBVRF1、速度沿磁場(chǎng)方向2、速度與磁場(chǎng)方向垂直

方向如圖示故粒子將作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為：

運(yùn)動(dòng)周期為：

VθVYVVX3、速度與磁場(chǎng)方向斜交

使粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)

使粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

既粒子在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的同時(shí)還要向X方向發(fā)生平動(dòng)，兩種運(yùn)動(dòng)合成為一螺線運(yùn)動(dòng)。螺線半徑：

周期為：

螺距為：

楞次定律楞次定律：閉合回路中感應(yīng)電流的方向，總是企圖使感應(yīng)電流本身所產(chǎn)生的通過(guò)回路面積的磁通量去補(bǔ)償或反抗引起感應(yīng)電流的磁通量的改變。IB’(φ’)B(φ)B(φ)B’(φ’)vSN法拉第電磁感應(yīng)定律

不論任何原因使通過(guò)回路面積的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量對(duì)時(shí)間的變化率成正比。對(duì)一匝線圈,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：-----負(fù)號(hào)反映感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。

令閉合回路電阻為Ｒ，則對(duì)于Ｎ匝線圈，有：其中―――磁通鏈φφφφnnnn關(guān)于“負(fù)號(hào)”與方向：BVL動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的大小方向由右手定則決定。

產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的原因,是洛侖茲力

電子在b端集中，建立起來(lái)的靜電場(chǎng)使電子受到電場(chǎng)力

當(dāng)時(shí),就達(dá)到了平衡狀態(tài)。

這時(shí)，動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)為：a端電勢(shì)高，b端電勢(shì)低，ab相當(dāng)一個(gè)電源?！?4.3感生電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電場(chǎng)一.感生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原因1861年麥克斯韋（1831-1879）大膽假設(shè)“變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)”，這種電場(chǎng)叫感生電場(chǎng)或渦旋電場(chǎng)。