磁场对载流导线和载流线圈的作用.ppt

6－－ 6 磁场对载流导线磁场对载流导线和载流线圈和载流线圈的作用的作用第六章第六章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场S一一 安培定律安培定律洛伦兹力洛伦兹力 由于自由电子与晶格之间的相互作用，使由于自由电子与晶格之间的相互作用，使导线导线在在宏观上看起来受到了宏观上看起来受到了磁场磁场的作用的作用力力 —— 安培力安培力 2 安培定律安培定律 磁场对磁场对电流元电流元的的作用力作用力1 安培力安培力6－－ 6 磁场对载流导线磁场对载流导线和载流线圈和载流线圈的作用的作用第六章第六章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场 有限长载流导线所有限长载流导线所受的安培力受的安培力 安培定律安培定律 直直载流导线载流导线在在匀磁场匀磁场中中 意义意义 磁场对电流元作用力磁场对电流元作用力 的大小等于电流元的大小等于电流元 的大小与电流元所在处的磁感强度的大小与电流元所在处的磁感强度 大小以及大小以及电流元和磁感应强度之间的夹角电流元和磁感应强度之间的夹角 的正弦之乘积，的正弦之乘积， 垂直于垂直于 和和 所组成的平面，且满足所组成的平面，且满足右手螺旋右手螺旋法则。

法则6－－ 6 磁场对载流导线磁场对载流导线和载流线圈和载流线圈的作用的作用第六章第六章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场ABCo解解 根据对称性分析根据对称性分析 例例 1 如图一通有电流如图一通有电流 、半径为、半径为 的圆弧导线的圆弧导线 ACB放在磁感应强度为放在磁感应强度为 的均匀磁场中，导线所在平的均匀磁场中，导线所在平面与磁感强度面与磁感强度 垂直 求磁场作用于圆弧导线的力求磁场作用于圆弧导线的力因因6－－ 6 磁场对载流导线磁场对载流导线和载流线圈和载流线圈的作用的作用第六章第六章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场PL 一个任意形状的载流导一个任意形状的载流导线在均匀磁场均匀磁场中所受的力，中所受的力，与其与其始点始点和和终点终点相同的载流相同的载流直导线直导线所受的磁场所受的磁场力相同力相同 一个任意形状闭合载流一个任意形状闭合载流线圈线圈在在均匀磁场均匀磁场中所受的合中所受的合力均为力均为0结结 论论6－－ 6 磁场对载流导线磁场对载流导线和载流线圈和载流线圈的作用的作用第六章第六章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场dOR解解 例例 2 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），直导线与圆心放在同一平面内（如图），直导线与圆心相距为相距为 ，且且 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6－－ 6 磁场对载流导线磁场对载流导线和载流线圈和载流线圈的作用的作用第六章第六章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场当当 时时dOR对称性对称性6－－ 6 磁场对载流导线磁场对载流导线和载流线圈和载流线圈的作用的作用第六章第六章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场 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6－－ 6 磁场对载流导线磁场对载流导线和载流线圈和载流线圈的作用的作用第六章第六章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场 国际单位制中国际单位制中电流单位安培的定义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，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6－－ 6 磁场对载流导线磁场对载流导线和载流线圈和载流线圈的作用的作用第六章第六章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场 M,N O,PMNOPI二二 磁场对载流线圈的作用磁场对载流线圈的作用 —— 磁力矩磁力矩如图如图 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MNOP6－－ 6 磁场对载流导线磁场对载流导线和载流线圈和载流线圈的作用的作用第六章第六章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场线圈有线圈有N匝时匝时MNOPI M,N O,P6－－ 6 磁场对载流导线磁场对载流导线和载流线圈和载流线圈的作用的作用第六章第六章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场IB. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .IBB                                             I稳定平衡稳定平衡不不稳定平衡稳定平衡讨讨 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6－－ 6 磁场对载流导线磁场对载流导线和载流线圈和载流线圈的作用的作用第六章第六章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场 结论结论: 均匀磁场均匀磁场中，任意形状中，任意形状刚刚性性闭合闭合平面平面通电线圈所受的通电线圈所受的磁力磁力和和磁力矩磁力矩为为与与 成成右右螺旋螺旋 磁矩磁矩稳定稳定平衡平衡非稳定非稳定平衡平衡6－－ 6 磁场对载流导线磁场对载流导线和载流线圈和载流线圈的作用的作用第六章第六章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场解解 因在因在均匀磁场均匀磁场中中 例例3 如图半径为如图半径为 ，，电流为电流为 ，，可绕轴旋转的圆形可绕轴旋转的圆形载流线圈放在载流线圈放在均匀磁场均匀磁场中中 ，磁感应强度的大小为，磁感应强度的大小为 ，，方向沿方向沿 轴正向。

问线圈受力情况怎样？线圈所受的轴正向问线圈受力情况怎样？线圈所受的磁力矩又为多少？磁力矩又为多少？IRo（（1 1））线圈所受的磁力线圈所受的磁力（（2 2））线圈所受的磁力矩线圈所受的磁力矩方向方向6－－ 6 磁场对载流导线磁场对载流导线和载流线圈和载流线圈的作用的作用第六章第六章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场解解 取环带如图，等效圆电流为取环带如图，等效圆电流为 例例4 一半径为一半径为 、电荷面密度为、电荷面密度为 的均匀带电薄的均匀带电薄圆盘，放在圆盘，放在磁感应强度为磁感应强度为 的的匀磁场中，薄圆盘以匀磁场中，薄圆盘以角速度角速度 绕通过盘心垂直于盘面的轴转动，试绕通过盘心垂直于盘面的轴转动，试求：求：（（1））圆盘的圆盘的磁矩磁矩 2））圆盘所受的圆盘所受的磁力矩磁力矩 时，时，6－－ 6 磁场对载流导线磁场对载流导线和载流线圈和载流线圈的作用的作用第六章第六章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场 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。