大学物理：20-3 均匀磁场对载流线圈的作用

1、第第20章章 磁场对电流的作用磁场对电流的作用20-3 20-3 均匀磁场对载流线圈的作用均匀磁场对载流线圈的作用大学大学物理物理1ne a,b c,dB如图如图 均匀均匀磁场中有一矩磁场中有一矩形载流线圈形载流线圈abcd21ablbcl2abFBIlabcdFF11sin ()cosdaFBIlBIldabcFF 0F合BabcdInedaFbcFabFcdFsinMBIS12 1coscosabMF lBIl labFcdFnmISeMpBBBeNISMn第第20章章 磁场对电流的作用磁场对电流的作用20-3 20-3 均匀磁场对载流线圈的作用均匀磁场对载流线圈的作用大学大学物理物理2I

2、B.FF. . . . . . . . . . . . . . . . .FIBmax,2MM BIF0,0M稳定平衡稳定平衡不不稳定平衡稳定平衡（1） 与与 同向同向Bne（2）方向相反方向相反 （3）方向垂直方向垂直0,M力矩最大力矩最大结论结论: 均匀均匀磁场中，任意形状磁场中，任意形状刚刚性闭合性闭合平面平面通电线圈所通电线圈所受的力和力矩为受的力和力矩为0,mFMpB 第第20章章 磁场对电流的作用磁场对电流的作用20-3 20-3 均匀磁场对载流线圈的作用均匀磁场对载流线圈的作用大学大学物理物理3 磁电式电流计原理磁电式电流计原理MK BNISKKICNBS 实验实验测定测定 游丝

3、的反抗力矩与线圈转过的角度游丝的反抗力矩与线圈转过的角度成正比成正比.NS磁铁磁铁第第20章章 磁场对电流的作用磁场对电流的作用20-3 20-3 均匀磁场对载流线圈的作用均匀磁场对载流线圈的作用大学大学物理物理4IBRyzQJKPOx2mpISkIR kiBB22mMpBIR BkiIR Bj例例5 如图半径为如图半径为R，电流为，电流为I，可绕轴旋转的圆形载流线，可绕轴旋转的圆形载流线圈放在均匀磁场中圈放在均匀磁场中 ，磁感应强度为，磁感应强度为B，方向沿，方向沿 x 轴正向轴正向.问问线圈所受的磁力矩为多少？线圈所受的磁力矩为多少？第第20章章 磁场对电流的作用磁场对电流的作用20-3

4、20-3 均匀磁场对载流线圈的作用均匀磁场对载流线圈的作用大学大学物理物理51. 1. 载流导线在磁场中运动时磁力所作的功载流导线在磁场中运动时磁力所作的功CDAABBBIFI20.4 磁力的功磁力的功AFAAB lAAIBlDA0ABlDtABlABlDAABlDt0 IA磁力所作的功为：磁力所作的功为： 如果电流保持不变，磁力所作的如果电流保持不变，磁力所作的功功等于等于电流电流乘以通过乘以通过回路所环绕的面积内回路所环绕的面积内磁通量的增量磁通量的增量第第20章章 磁场对电流的作用磁场对电流的作用20-3 20-3 均匀磁场对载流线圈的作用均匀磁场对载流线圈的作用大学大学物理物理62.载

5、流线圈在磁场中转动时磁场力的功力矩的功：力矩的功：AMd磁力矩：磁力矩：sinBISM sinABIS dcosd BSIIIdnedB1F2F在均匀磁场中，对任一形状的闭合电流回路。不论是位置改变在均匀磁场中，对任一形状的闭合电流回路。不论是位置改变还是形状改变，磁力或磁力矩作的功都等于电流与磁通增量的还是形状改变，磁力或磁力矩作的功都等于电流与磁通增量的乘积。乘积。AI第第20章章 磁场对电流的作用磁场对电流的作用20-3 20-3 均匀磁场对载流线圈的作用均匀磁场对载流线圈的作用大学大学物理物理7IBmpMBsinmMBp2902mRpI221IBRM 线圈转过线圈转过9090时，磁通量的增量为时，磁通量的增量为BR2222RAI IB例例 有一半径为有一半径为R的闭合载流线圈，通过电流的闭合载流线圈，通过电流I。今把它放。今把它放在均匀磁场中，磁感应强度为在均匀磁场中，磁感应强度为B，其方向与线圈平面平。，其方向与线圈平面平。求（求（1）以直径为