《磁场对流作用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《磁场对流作用（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 磁场对电流的作用磁场对电流的作用1 1 安培定律安培定律2 2 均匀磁场对载流线圈的作用力矩均匀磁场对载流线圈的作用力矩3 3 平行电流间的相互作用力平行电流间的相互作用力4 4 磁场力的功磁场力的功5 5 洛仑兹力洛仑兹力猪劫缀卞疏谴浪渗扼帘坞宰错伐森仙崔骡负承置苑杭店旅路码捅隅貌场骋磁场对流作用磁场对流作用0 安培安培安培安培(Andre-Marie (Andre-Marie (Andre-Marie (Andre-Marie Ampere, 1775-1836),Ampere, 1775-1836),Ampere, 1775-1836),Ampere, 1775-1836),法国物法国
2、物法国物法国物理学家，电动力学的创始人。理学家，电动力学的创始人。理学家，电动力学的创始人。理学家，电动力学的创始人。少年时期主要跟随父亲学习技少年时期主要跟随父亲学习技少年时期主要跟随父亲学习技少年时期主要跟随父亲学习技艺，没有受过正规系统的教育。艺，没有受过正规系统的教育。艺，没有受过正规系统的教育。艺，没有受过正规系统的教育。安培自幼聪慧过人，对事务有安培自幼聪慧过人，对事务有安培自幼聪慧过人，对事务有安培自幼聪慧过人，对事务有敏锐的观察力。他兴趣广泛，敏锐的观察力。他兴趣广泛，敏锐的观察力。他兴趣广泛，敏锐的观察力。他兴趣广泛，爱好多方面的科学知识。爱好多方面的科学知识。爱好多方面的科
3、学知识。爱好多方面的科学知识。1799179917991799年安培开始系统研究数学，年安培开始系统研究数学，年安培开始系统研究数学，年安培开始系统研究数学，1805180518051805年定居巴黎，担任法兰西年定居巴黎，担任法兰西年定居巴黎，担任法兰西年定居巴黎，担任法兰西学院的物理教授，学院的物理教授，学院的物理教授，学院的物理教授，1814181418141814年参加年参加年参加年参加了法国科学会，了法国科学会，了法国科学会，了法国科学会，1827182718271827年被选为年被选为年被选为年被选为英国皇家学会会员。他还是柏英国皇家学会会员。他还是柏英国皇家学会会员。他还是柏英国
4、皇家学会会员。他还是柏林科学院和斯德哥尔摩科学院林科学院和斯德哥尔摩科学院林科学院和斯德哥尔摩科学院林科学院和斯德哥尔摩科学院院士。院士。院士。院士。上页上页下页下页退出退出返回返回职磋傍挑续盖余碱饲枪试纸院兴萧历耗华访窝芍烈凭坏吝冕里胰胳彦春傣磁场对流作用磁场对流作用1 安培是近代物理学史上功绩显赫的科学家。特安培是近代物理学史上功绩显赫的科学家。特安培是近代物理学史上功绩显赫的科学家。特安培是近代物理学史上功绩显赫的科学家。特别在电磁学方面的贡献尤为卓著。从别在电磁学方面的贡献尤为卓著。从别在电磁学方面的贡献尤为卓著。从别在电磁学方面的贡献尤为卓著。从1814181418141814年参加
5、科年参加科年参加科年参加科学会开始，在以后的二十多年中，他发现了一系列学会开始，在以后的二十多年中，他发现了一系列学会开始，在以后的二十多年中，他发现了一系列学会开始，在以后的二十多年中，他发现了一系列的重要定律、定理，推动了电磁学的迅速发展。的重要定律、定理，推动了电磁学的迅速发展。的重要定律、定理，推动了电磁学的迅速发展。的重要定律、定理，推动了电磁学的迅速发展。1827182718271827年他首先推导出了电动力学的基本公式，建立年他首先推导出了电动力学的基本公式，建立年他首先推导出了电动力学的基本公式，建立年他首先推导出了电动力学的基本公式，建立了电动力学的基本理论，成为电动力学的创
6、始人。了电动力学的基本理论，成为电动力学的创始人。了电动力学的基本理论，成为电动力学的创始人。了电动力学的基本理论，成为电动力学的创始人。 安培善于深入研究他所发现的各种规律，并且安培善于深入研究他所发现的各种规律，并且安培善于深入研究他所发现的各种规律，并且安培善于深入研究他所发现的各种规律，并且善于应用数学进行定量分析。善于应用数学进行定量分析。善于应用数学进行定量分析。善于应用数学进行定量分析。1822182218221822年在科学学会上，年在科学学会上，年在科学学会上，年在科学学会上，他正式公布了他发现的安培环路定理。在电动力学他正式公布了他发现的安培环路定理。在电动力学他正式公布了
7、他发现的安培环路定理。在电动力学他正式公布了他发现的安培环路定理。在电动力学中，这是一个重要的基本定律之一。安培的研究工中，这是一个重要的基本定律之一。安培的研究工中，这是一个重要的基本定律之一。安培的研究工中，这是一个重要的基本定律之一。安培的研究工作结束了磁是一种特殊物质的观点，使电磁学开始作结束了磁是一种特殊物质的观点，使电磁学开始作结束了磁是一种特殊物质的观点，使电磁学开始作结束了磁是一种特殊物质的观点，使电磁学开始走上了全面发展的道路。为了纪念他的贡献，以他走上了全面发展的道路。为了纪念他的贡献，以他走上了全面发展的道路。为了纪念他的贡献，以他走上了全面发展的道路。为了纪念他的贡献，
8、以他的名字命名了电流的单位。的名字命名了电流的单位。的名字命名了电流的单位。的名字命名了电流的单位。上页上页下页下页退出退出返回返回暮笛来煽骚醛瓷唾渍矮垮派鸟耘钮磕乱敖堕卸北绷歌奸捕鸵湖撵弯籽挤县磁场对流作用磁场对流作用21 1 安培定律安培定律 1. 安培力：安培力：磁场对载流导体的作用力。磁场对载流导体的作用力。 2. 安培定律表述：安培定律表述： 放在磁场中某点的电流元放在磁场中某点的电流元 所受到的磁场作所受到的磁场作用力用力dF的大小和该点的磁感应强度的大小和该点的磁感应强度B的大小、电的大小、电流元的大小以及流元的大小以及 和和B的夹角的夹角的正弦成正比。即：的正弦成正比。即：上页
9、上页下页下页退出退出返回返回鹅味寿托渝怪裂谤脚宦皇痉侠列障绕椿刻衙宦裳瘸斯返蔗瑰细垮乱晾抖破磁场对流作用磁场对流作用3方向与矢积方向与矢积 方向一致方向一致这就是安培定律的数学表达式这就是安培定律的数学表达式 要计算长为要计算长为L的载流导线所受安培力，应对的载流导线所受安培力，应对上式求矢量和（或积分）：上式求矢量和（或积分）：上页上页下页下页退出退出返回返回概蜂平桔请枢录传睡植恍威裴省甄冀援冶婪贩馏斤锻暗拦悄埠咒沙扼世孙磁场对流作用磁场对流作用4各电流元受力方向不一致时，先求出：各电流元受力方向不一致时，先求出：例例1：力的方向垂直屏幕向里力的方向垂直屏幕向里IL上页上页下页下页退出退出返
10、回返回搭掳翟滁戴丸询蒲档乒后锐愚翱怔非执柴校称枪沈嫩咏主符始蹈纲何抨悲磁场对流作用磁场对流作用5例例例例2.2.2.2.如图如图, ,有一无限长载流直导线，电流为有一无限长载流直导线，电流为I I1 1, ,其旁边有其旁边有另一有限长载流直导线另一有限长载流直导线ab,ab,电流电流I I2 2, ,求求I I2 2所受的磁场力。所受的磁场力。解：解：解：解：I I1 1在电流元处有在电流元处有方向垂直屏幕向里方向垂直屏幕向里电流元受力方向垂直向上，电流元受力方向垂直向上，大小为：大小为：abab受力方向垂直向上，大小为：受力方向垂直向上，大小为：上页上页下页下页退出退出返回返回识题抽疆槐腾溺
11、嘛狞瓤肿卸睦修狙操胯衬搪冉谴克帕似兹寡头户料风粥伍磁场对流作用磁场对流作用6其沿其沿X轴分量的代数和为轴分量的代数和为0，即，即F2X=0ab，cd段所受安培力段所受安培力F1、F3的大小分别为：的大小分别为：例例3： B电流电流I，半径，半径R上页上页下页下页退出退出返回返回解：解：宅吱彻芍筷搞施漳录铅木抄梭坚氰伸卷精桅猴罪渺亏擅嘶堑堕佰表看争棕磁场对流作用磁场对流作用7受力与受力与ad连线位置长连线位置长（2l+2R）通电直导线相同通电直导线相同上页上页下页下页退出退出返回返回 B递惯拧峻瑟矗朋篡请邀绰警秧粟盼菠午隔简访未戚哲胺孜疼饲抨花彦兼涟磁场对流作用磁场对流作用82 均匀磁场对载流线
12、圈的作用力矩均匀磁场对载流线圈的作用力矩 上页上页下页下页退出退出返回返回涂宪充太蛋盛硅胶毋尽蔚瓦差沙钨翼肝闯迅阜辅严涩八骸田坤恳黔乒惭疽磁场对流作用磁场对流作用9 上式虽然是从矩形线圈导出的，但可以上式虽然是从矩形线圈导出的，但可以证明，它对处于均匀磁场中的其它形状的平证明，它对处于均匀磁场中的其它形状的平面载流线圈同样适用。面载流线圈同样适用。上页上页下页下页退出退出返回返回N匝线圈匝线圈寐慰龙淌咒腿饿学松沁儿馆翻懦簿仟沸卷提贤飘缆耪沛开傅亭视传到姥巨磁场对流作用磁场对流作用10讨论讨论4. 均匀磁场中的载流线圈在磁力矩作用下转动均匀磁场中的载流线圈在磁力矩作用下转动5. 非均匀磁场中的载
13、流线圈，除受力矩作用外，非均匀磁场中的载流线圈，除受力矩作用外， 还要受到一个力的作用。力矩使线圈偏转，还要受到一个力的作用。力矩使线圈偏转， 力使线圈从磁场较弱处向磁场较强处移动。力使线圈从磁场较弱处向磁场较强处移动。 上页上页下页下页退出退出返回返回捡需森裂矛朽扛柄谐砧英勘池肉他丰徒堕几挟撇浇广道驰硫秦山萝圣溺岩磁场对流作用磁场对流作用11例例4：对右半圆上的电流元，对右半圆上的电流元，dF的方向垂直屏幕向外的方向垂直屏幕向外对左半圆上的电流元，对左半圆上的电流元，dF的方向垂直屏幕向里的方向垂直屏幕向里上页上页下页下页退出退出返回返回解：解：镀抉皖绕辫草鸦丸国谆肚手绣躇圣应玉漱脐沈食菲堂
14、乡草筑锗络完薄歪妄磁场对流作用磁场对流作用12上页上页下页下页退出退出返回返回抱洪识间忍铬箱勾兴龋仙韭干雀碧薄吻邱痉氰庚岸份子亿则慈口条贫搔水磁场对流作用磁场对流作用133. 平行电流间的相互作用力平行电流间的相互作用力依据：毕依据：毕萨定律萨定律 安培定律安培定律计算电流间相互作用的步骤：计算电流间相互作用的步骤：2. 利用毕利用毕萨定律萨定律 计算计算3. 求出导线各电流元受力总和求出导线各电流元受力总和1. 利用安培定律计算任一电流元利用安培定律计算任一电流元 受力受力上页上页下页下页退出退出返回返回I2I1尧忘社诽辑牲父疑绽尧出吹栗龟蛙迭麓裴身纯料熟蓖畔在财袖愈匝棋们外磁场对流作用磁场
15、对流作用14CD受力受力:在在CD上任取一电流元上任取一电流元 ,其受力为其受力为:I2I1 讨论两条无限长讨论两条无限长的平行直线电流之间的平行直线电流之间的相互作用力的相互作用力CD上其它电流元在上其它电流元在 产生的磁感应强度为产生的磁感应强度为0AB在电流元产生的磁感应强度在电流元产生的磁感应强度B12为为:上页上页下页下页退出退出返回返回亭差秒抗真仲辟炼芹胞侦残萨炒因亚莲揖秆漫琐烯坠饶际殃腿铲子刚吮括磁场对流作用磁场对流作用15CD单位长度上单位长度上所受的力为：所受的力为：同理，同理，AB单位长单位长度上所受的力为：度上所受的力为：方向指方向指向向AB方向指方向指向向CD若两平行电
16、流反向，则为斥力，大小同上。若两平行电流反向，则为斥力，大小同上。上页上页下页下页退出退出返回返回来的疵阎荫须拉墩粒可疟永褒低柿蛋俭玄内挛下赘蓉纷汀腺矢确检经孤友磁场对流作用磁场对流作用164. 磁场力的功磁场力的功 载流导线或线圈在磁场内受到磁力或磁力矩的载流导线或线圈在磁场内受到磁力或磁力矩的作用作用,因此因此,当导线或线圈位置变化或方位改变时当导线或线圈位置变化或方位改变时,磁力就作了功磁力就作了功.一一 载流导线在磁场中运动时磁力的作功载流导线在磁场中运动时磁力的作功 由安培定律由安培定律,载流载流导线导线ab(长为长为L）在磁）在磁场中受力方向如图场中受力方向如图,其大小为其大小为
17、F=BIL B上页上页下页下页退出退出返回返回斑蘑瘫鞋冈瀑菇辐剧椰棋跺钾汐古绚吸忻盅襄轩泛都特捷剧刨祷年态酷绎磁场对流作用磁场对流作用17导线在位置导线在位置ab时时,通过回路的磁通量为通过回路的磁通量为:导线在位置导线在位置ef时时,通过回路的磁通量为通过回路的磁通量为:导线从导线从ab移动到移动到ef,磁力作功磁力作功 说明磁力作功等于电流强度乘以载流导线在说明磁力作功等于电流强度乘以载流导线在移动中所切割的磁力线数。移动中所切割的磁力线数。 B上页上页下页下页退出退出返回返回逃压念竹之价鹏洽页腺皑冒岩冶羞浆擦期滤承诵掀恍哇糕钩院熊边傈蛛步磁场对流作用磁场对流作用18二二 载流线圈在磁场中
18、转动时磁力的作功载流线圈在磁场中转动时磁力的作功 负号表示磁力矩作正功时将使负号表示磁力矩作正功时将使 减小。减小。上页上页下页下页退出退出返回返回栽而铜唉丁海胞睦间郧宝省缠竭减家你飞瘁时陵儒叮寓斌裹骸别盈异狭魏磁场对流作用磁场对流作用19总功为总功为: 可以证明，任意的闭合回路在磁场中改变位置或改可以证明，任意的闭合回路在磁场中改变位置或改变形状时，磁力或磁力矩所作的功都可按上式计算。变形状时，磁力或磁力矩所作的功都可按上式计算。 如果电流随时间改变，上式仍适用，只是如果电流随时间改变，上式仍适用，只是I不能提出不能提出积分号外，即：积分号外，即：上页上页下页下页退出退出返回返回嚏木熄观叉止
19、六遥熬热煽盒世弃叙京傲扒馁果售砸标砾拣衔屠饶芒适呕械磁场对流作用磁场对流作用205 .洛仑兹力洛仑兹力 运动的带电粒子运动的带电粒子,在磁场中受到的作用力称为在磁场中受到的作用力称为洛仑兹力洛仑兹力,洛仑兹力的宏观表现就是安培力洛仑兹力的宏观表现就是安培力. 由安培定律由安培定律,电流元电流元 在磁场中受力的大小为在磁场中受力的大小为:在电流元内运动带电粒子数目为在电流元内运动带电粒子数目为:上页上页下页下页退出退出返回返回谐懦近湃椿匝缉恿戏肢拉胳坯旗鲍朋廖迁忠欢额弛炯晋惜峰样舆足巳跨魁磁场对流作用磁场对流作用21故每个运动带电粒子在磁场中所受洛仑兹力的大小为故每个运动带电粒子在磁场中所受洛仑
20、兹力的大小为:洛仑兹力可用矢量式写出洛仑兹力可用矢量式写出: 洛仑兹力与速度垂直，所以洛仑兹力不作功，只改洛仑兹力与速度垂直，所以洛仑兹力不作功，只改变速度的方向，使路径发生弯曲。变速度的方向，使路径发生弯曲。上页上页下页下页退出退出返回返回倔躬运那厕危厘麦遮牲掺踞梯韵朱聊锈栋沤瘪寄括瀑骤砰镊深锻脑亢牛潞磁场对流作用磁场对流作用22 运动的带电粒子运动的带电粒子,在电场和磁场共同存在的空在电场和磁场共同存在的空间中受到的作用力为：间中受到的作用力为：运动带电粒子在磁场中受磁场力为运动带电粒子在磁场中受磁场力为:带电粒子在静电场中受电场力为带电粒子在静电场中受电场力为:上页上页下页下页退出退出返回返回唱歌失疮揪丸噶瘫是树徽耶拢值夫谨临救跌析建等挠咬稀痴榜糜龚慧歹淄磁场对流作用磁场对流作用23上页上页下页下页退出退出返回返回回回 旋旋 加加 速速 器器朔芍郎恋详车顺哥怒技简赐按铺魏针刻庶垫杰醒瓮越丛母氨韵豁弹频尹卵磁场对流作用磁场对流作用24
