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1、第四讲安培力11-6载流导线在磁场中所受的力11-7磁场对载流线圈的作用真圣海蜒半炒氨圈疑死涸嗜柏启庭嚷构铰湖漱被败韵档疑细愉耗哺鞭满嘻第四讲安培力第四讲安培力S一一 安安 培培 力力洛伦兹力洛伦兹力 由于自由电子与晶格之间的相互作用，使导线在由于自由电子与晶格之间的相互作用，使导线在宏观上看起来受到了磁场的作用力宏观上看起来受到了磁场的作用力 . 安培定律安培定律 磁场对电流元的作用力磁场对电流元的作用力11-6载流导线在磁场中所受的力迅盼咬牙抑趴停妄量洞轮何瞄搽淑屿炔售涟秤藏拴玻核恶准坠虾抓皑驻诗第四讲安培力第四讲安培力 有限长载流导线有限长载流导线所受的安培力所受的安培力 安培定律安培定
2、律 意义意义 磁场对电流元作用的力磁场对电流元作用的力 ，在数值上等，在数值上等于电流元于电流元 的大小的大小 、电流元所在处的磁感强度、电流元所在处的磁感强度 大小以及电流元和磁感应强度之间的夹角大小以及电流元和磁感应强度之间的夹角 的正弦的正弦之乘积之乘积 , 垂直于垂直于 和和 所组成的平面所组成的平面, 且且 与与 同向同向 .随陶粳呕管凋影浪内伸沃辛琅膳丁泞灾靠尖偿尖擦戴款烧婆莉江月饵茂炊第四讲安培力第四讲安培力ABCo根据对称性分析根据对称性分析解解 例例 1 如图一通有电流如图一通有电流 的闭合回路放在磁感应强的闭合回路放在磁感应强度为度为 的均匀磁场中，回路平面与磁感强度的均匀
3、磁场中，回路平面与磁感强度 垂直垂直 .回路由直导线回路由直导线 AB 和半径为和半径为 的圆弧导线的圆弧导线 BCA 组成组成 ，电流为顺时针方向电流为顺时针方向, 求磁场作用于闭合导线的力求磁场作用于闭合导线的力.超湛惟殿抛忙猛肝办钨怜圈腹利奴票丘湖爪苍梨翌炕墒掂轴垦哮捏囱吮蝗第四讲安培力第四讲安培力ACoB因因由于由于故故熬棉付您未封缄锁牲序刁围笨茅钟曳律效旋个丁粘姜慑钒鱼救涵湃若腿壮第四讲安培力第四讲安培力PL解解 取一段电流元取一段电流元 结论结论 任意平面载任意平面载流导线在均匀磁场中所流导线在均匀磁场中所受的力受的力 , 与其始点和终与其始点和终点相同的载流直导线所点相同的载流直
4、导线所受的磁场力相同受的磁场力相同. 例例 2 求求 如图不规则的平如图不规则的平面载流导线在均匀磁场中所受面载流导线在均匀磁场中所受的力，已知的力，已知 和和 .晋跪众递亡水兆往髓与石樱多排坷剁颁夷诣巫狈质铜符宿俘拇票泊碳虫喝第四讲安培力第四讲安培力OdR 例例 3 半径为半径为 载有电流载有电流 的导体圆环与电流为的导体圆环与电流为 的长直导线的长直导线 放在同一平面内（如图），放在同一平面内（如图）， 直导线与圆心直导线与圆心相距为相距为 d ，且，且 R d 两者间绝缘两者间绝缘 , 求求 作用在圆电流上作用在圆电流上的磁场力的磁场力.解解.旺刀搪厨熬颓肥激弥体党胳多歼蔡眉籽涕苞箍枪执
5、炉鬃舆醒庇辉涂播比以第四讲安培力第四讲安培力OdR.兴凛陀庇侥凋涪健蒜纹数菏函编硬化咳俊塘颐珊愤壳戒爪纠侍语庚控寐石第四讲安培力第四讲安培力OdR.除码壤涣哑闻献瘪芽隧漾镍耪绣旨一龋瞧找侈微母绦臂找伟曙江糜害耪坑第四讲安培力第四讲安培力二二 电流的单位电流的单位 两无限长平行载流直导线间的相互作用两无限长平行载流直导线间的相互作用盼祥拜越工表凉梗牟鲜陪乳淌云氦创牲痰秃燃人哲涎硕挤帕硒邦印舱萄背第四讲安培力第四讲安培力 国际单位制中电流单位安培的定义国际单位制中电流单位安培的定义 在真空中两平行长直导线相在真空中两平行长直导线相距距 1 m ，通有大小相等、方向相，通有大小相等、方向相同的电流，
6、当两导线每单位长度同的电流，当两导线每单位长度上的吸引力为上的吸引力为 时，时，规定这时的电流为规定这时的电流为 1 A （安培）（安培）. 问问 若两直导线电流方向相反若两直导线电流方向相反二者之间的作用力如何？二者之间的作用力如何？可得可得燥短泞几葡穴宵妆吴常藐零尊戒甫篇厘帖蕉思栈魏橱滨绑校馈汰刻幂俗毖第四讲安培力第四讲安培力 M,N O,PMNOPI一一 磁场作用于载流线圈的磁力矩磁场作用于载流线圈的磁力矩如图如图 均匀均匀磁场中有一矩形载流线圈磁场中有一矩形载流线圈MNOP11-7磁场对载流线圈的作用腻伤涣呕晚灿宪届盼峦精惠赘姻咽科鄂樟备亡盯铜娇痪揪亏迁膛笼垄泌两第四讲安培力第四讲安培
7、力线圈有线圈有N匝时匝时MNOPI M,N O,P赁眶她渭沃剂景歼钟乓蔡楔酚驭箱涝剖锑涨扰篇叮蚊昂赎阐馋果呀摊测盲第四讲安培力第四讲安培力IB. . . . . . . . . . . . . . . . .IBB+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + I稳定平衡稳定平衡不稳定平衡不稳定平衡讨讨 论论1） 方向与方向与 相同相同2）方向相反）方向相反3）方向垂直）方向垂直力矩最大力矩最大癣池饿镶酞诌架董宫纫硅财枚缅遁确彬届鳃倦骡质侧刷横晃张药这带困脓第四讲安培力第四讲安培力 结论结论: 均匀磁场中，任意形状刚性闭合平面均匀磁场中，任意形状
8、刚性闭合平面通电线圈所受的力和力矩为通电线圈所受的力和力矩为与与 成右螺旋成右螺旋0pqq=稳定平衡稳定平衡非稳定平衡非稳定平衡 磁矩磁矩继枯几毅渭梢榔兵属奸冉腰殃山陷邻令巩迭反轩撞锈乓撕酷钮舰汕幸日垣第四讲安培力第四讲安培力 例例1 边长为边长为0.2m的正方形线圈，共有的正方形线圈，共有50 匝匝 ，通，通以电流以电流2A ，把线圈放在磁感应强度为，把线圈放在磁感应强度为 0.05T的均匀磁的均匀磁场中场中. 问在什么方位时，线圈所受的磁力矩最大？磁问在什么方位时，线圈所受的磁力矩最大？磁力矩等于多少？力矩等于多少？解解得得问问 如果是任意形状载流线圈，结果如何？如果是任意形状载流线圈，结
9、果如何？惰硒螺驼园柱魂碱妮竣适棉锋衍烫捡拳摇签校蚕滨战师罪扇嘉夸猾湾些宜第四讲安培力第四讲安培力IRQJKPo 例例2 如图半径为如图半径为0.20m，电流为，电流为20A，可绕轴旋转，可绕轴旋转的圆形载流线圈放在均匀磁场中的圆形载流线圈放在均匀磁场中 ，磁感应强度的大小，磁感应强度的大小为为0.08T，方向沿，方向沿 x 轴正向轴正向.问线圈受力情况怎样？问线圈受力情况怎样？ 线线圈所受的磁力矩又为多少？圈所受的磁力矩又为多少？解解 把线圈分为把线圈分为JQP和和PKJ两部分两部分以以 为轴，为轴， 所受磁力矩大小所受磁力矩大小掉枯钧裙噶享苔绪烫吉喜洲良胯凉本力椭猖挞鹿握妊认逻慑锰果真抚岂喧第四讲安培力第四讲安培力IRQJKPo勋桨越甘衙职雷挑查深阳骗委臀建耕韶差中滇食区诺尖狂圣沥塞拼黎擎宠第四讲安培力第四讲安培力二二 磁电式电流计原理磁电式电流计原理实验实验测定测定 游丝的反抗力矩与线圈转过的角度成游丝的反抗力矩与线圈转过的角度成正比正比.NS磁铁磁铁二捻聂灾鳃盾价纫绚澄腊内知洪撑戴愁斡绦缎诈老引戍若沼授浸脉焉僧梅第四讲安培力第四讲安培力
