大学物理 磁场对载流导线的作用

1、1. 1. 分析分析( (1)1)电流电流( (2)2)Lorentz ForceBvqFm( (3)3)Ampre ForceAmpre Force= the sum of all Lorentz Force of charges ( (2)2)定律定律2. 2. 安培定律安培定律( (1)1)电流元电流元IdBvqFmqnvsI )d n(sdNBv)qd n(sFdNFdmBIdBqvd nsIdsvBFd公式公式BIdFdF FdB BId表述表述 IdIdB说明说明BIdFdM:Bsin d IdFD:RHRLBIdFdF3. 3. 特殊结果特殊结果( (1)1)长直载流导线在均匀磁

2、场中长直载流导线在均匀磁场中LLd sin IBsin B d IdFFM:Bsin d IdFD: RHR Fd IBLsinF方向：方向：RHRBIdFdBI FL( (3)3)曲线载流导线在均匀磁场中平动曲线载流导线在均匀磁场中平动直接应用直接应用( (2)2)平面载流线圈在均匀磁场中平面载流线圈在均匀磁场中 均匀磁场中曲线电流受均匀磁场中曲线电流受的安培力，等于从起点到终的安培力，等于从起点到终点的直线电流所受的安培力。点的直线电流所受的安培力。LabIB FIB0F （1）选取电流元，建立坐标系；选取电流元，建立坐标系；（2）确定电流元所受的安培力的大小与方向确定电流元所受的安培力的

3、大小与方向; ;22yxFFF（4）合成安培力矢量。合成安培力矢量。jFiFFyxorxyFFarctan（3）求分量求分量 Fx、Fy；, dFFxx dFFyyBIdFd4. 4. 应用应用BIdFda1I2I 1B12Fd21FdI1 , I2 , a1. 1. 分析分析 a2IB101select dI22 : da2II da2IIdF2210210212D : a2II ddF210212D : a2II ddF210121D2. 2. 说明说明 ( (1)1) parallel currents-attract anti-parallel currents-repel( (2)2

4、) Follow the third law( (3) 3) the unit of I AN 10 4k2-70 a2II ddF2102121 -7-21mN 102 ddF1maA 1II “that constant current which, it maintained in two straight parallel conductors of infinite length, of negligible circular cross section, and placed 1 meter apart in vacuum, would produced between these

5、 conductors a force equal to 210-7 Newton per meter of length.” (1946)1. 1. 分析分析( (1)1)条件条件 均匀磁场均匀磁场 B 平面线圈平面线圈平面载流线圈电流平面载流线圈电流I的方向的方向 ab c d aoB Bned21oacIb cd ab 1 2bcad B Ba(d)b(c)俯视图俯视图 1 ( (2)2)安培力安培力 cd ab 、sinBI F F 121M:D: 反向且反向且 在一条直线上在一条直线上 F ,F 21 oB BdoacIb F 1 F 2 F 3 F 4B Ba(d)b(c)俯视图俯

6、视图 1 F 1 F 4 F 3 F 2bc ad 、243BI F F M:D: 反向且反向且 不在一条直线上不在一条直线上 F ,F 43 oB BdoacIb F 3 F 4 e na(d)B Bb(c)俯视图俯视图 F 4 F 3 e n( (2)2) 磁力矩磁力矩2 B,e nsinFcosFM 1313sinIB 21neSS neNISmB,esinISB n2. 2. 结论结论 0 FF i( (1)1)BmM BmM 3. 3. 说明说明( (1)1)直接应用直接应用 B Ba(d)b(c) e nM oB BdoacIb e nM( (2)2) 大小大小 :B,esinISBnNB,esinmB MnN-方向方向 : RHR direction of ,en direc