2022-2023學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：磁場(chǎng)對(duì)平面載流線(xiàn)圈的作用

磁場(chǎng)對(duì)平面載流線(xiàn)圈的作用一磁場(chǎng)對(duì)平面載流線(xiàn)圈的作用如圖均勻磁場(chǎng)中有一矩形載流線(xiàn)圈abcdabcdI

a(b)

c(d)線(xiàn)圈有N匝時(shí)abcdI

a(b)

c(d)IB.....................IBB++++++++++++++++++++++++

I穩(wěn)定平衡不穩(wěn)定平衡討論1）方向與相同2）方向相反3）方向垂直力矩最大

結(jié)論:均勻磁場(chǎng)中，任意形狀剛性閉合平面通電線(xiàn)圈所受的力和力矩為與

成右螺旋

磁矩0p==穩(wěn)定平衡非穩(wěn)定平衡

例一個(gè)半徑R=0.10m的半圓形閉合線(xiàn)圈，載有電流I=10A，線(xiàn)圈置于均勻磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與線(xiàn)圈平面平行，如圖所示.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=0.5Ｔ，求線(xiàn)圈所受磁力矩的大小和方向.解:已知：R=0.10m，B=0.5Ｔ,I=10A求：方向:方向:3)磁強(qiáng)計(jì)（高斯計(jì)）：測(cè)量磁場(chǎng)的大小和方向。4)磁流體發(fā)電。

產(chǎn)生根源

電荷

變化的磁場(chǎng)

環(huán)流

勢(shì)場(chǎng)

非勢(shì)場(chǎng)感應(yīng)電場(chǎng)與靜電場(chǎng)的比較

渦流的熱效應(yīng)

高頻感應(yīng)加熱爐

變壓器鐵芯用絕緣硅鋼片疊成

自感應(yīng)現(xiàn)象：當(dāng)線(xiàn)圈電流發(fā)生變化時(shí),通過(guò)線(xiàn)圈自身的磁通鏈也會(huì)發(fā)生變化,線(xiàn)圈內(nèi)會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)。

令有N匝閉合回路，電流為I，可知通過(guò)回路面積的磁通量正比于電流強(qiáng)度I。既：I引進(jìn)自感系數(shù)L，并令：

L----線(xiàn)圈的自感系數(shù),簡(jiǎn)稱(chēng)自感。其大小取決于線(xiàn)圈的形狀,大小,匝數(shù)以及周?chē)沤橘|(zhì)的情況,與電流i無(wú)關(guān)。單位：亨利（H）

當(dāng)回路電流強(qiáng)度改變時(shí)，回路中的自感電動(dòng)勢(shì)為：

-----負(fù)號(hào)表示自感電動(dòng)勢(shì)將反抗回路中電流的變化

電流增加自感電動(dòng)勢(shì)與原電流方向相反電流減小自感電動(dòng)勢(shì)與原電流方向相同

自感現(xiàn)象可由實(shí)驗(yàn)演示：［例1］已知:l,S,n,

,

求:長(zhǎng)直螺線(xiàn)管的自感L?！窘狻吭O(shè)電流為i

B=

ni由畢薩定律:電流i1的磁場(chǎng)正比于i1,電流i1在線(xiàn)圈2中的磁通鏈也正比于i1

,有：----線(xiàn)圈1對(duì)線(xiàn)圈2的互感系數(shù),簡(jiǎn)稱(chēng)互感。同理有：

------線(xiàn)圈2對(duì)線(xiàn)圈1的互感系數(shù)?？梢宰C明

------取決于兩線(xiàn)圈的形狀,大小,匝數(shù),相對(duì)位置,以及周?chē)沤橘|(zhì)的分布情況。它與電流i1無(wú)關(guān)。

故有：互感的單位(SI制):亨利(H)［例］長(zhǎng)直螺線(xiàn)管上有兩個(gè)密繞線(xiàn)圈,單位長(zhǎng)度上的匝數(shù)為n1,n2。長(zhǎng)直螺線(xiàn)管的體積為V,內(nèi)部充滿(mǎn)磁導(dǎo)率為

的磁介質(zhì)。求兩線(xiàn)圈的互感?！窘狻炕ジ械挠?jì)算方法:先選定一個(gè)線(xiàn)圈,設(shè)i

B

M?，F(xiàn)設(shè)i1

B1=n1i1

21

=

N2

21

=

N2BiS=N2

n1i1S=N2

n1i1S(l/l)=n2

n1i1Sl=n1n2i1