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文档简介

1、6-6 磁场对载流导线和载流线圈的作用,载流导体产生磁场,磁场对电流有作用,一. 安培定律,大小：,方向：,由右手螺旋法则确定, 任意形状载流导线在外磁场中受到的安培力,B为各电流元所在 处的 “当地 B”,安培力：, 安培力与洛伦兹力的关系,安培力是大量带电粒子洛伦兹力的叠加,讨论：, 若磁场为匀强磁场,在匀强磁场中的闭合电流受力,例 在磁感强度为B 的均匀磁场中，通过一半径为R 的半圆形导线的电流为I 。若导线所在平面与B 垂直，求该导线所受的安培力。,由对称性知,解：,由安培定律,结果表明：半圆形载流导线上所受的力相当于载流直导线 L 在匀强磁场中受的力，方向沿 y 向。,此段载流导线受

2、的磁力。,在电流上任取电流元,作业,在均匀磁场中放置一任意形状的导线，电流强度为I 若导线所在平面与B 垂直,求,解,相当于载流直导线,在匀强磁场中受的力，方向沿 y 向。,二. 磁场对平面载流线圈的作用,1. 在均匀磁场中的刚性矩形载流线圈, 对 ab 段, 对 cd 段,大小相等，方向相反 不在同一条直线上, 形成力偶, 对 bc 段, 对 da 段,大小相等 方向相反 在同一条直线上, 线圈所受的力矩,结论：在匀强磁场中，平面线圈所受的安培力为零，仅受磁力 矩的作用 只发生转动，不会发生平动。 适合于任何形状的平面线圈。, 彼此抵消,讨论, 线圈所受的力矩 运动趋势,稳定平衡,非稳定平衡

3、,力矩最大,磁力矩总是力图使线圈的磁矩转到和外磁场一致的方向上。,求 圆盘在磁场中所受的磁力矩,解, 带电圆盘旋转, 取一带电圆环,形成电流,圆电流,dI,S,三. 电流单位“安培”的定义,电流 2 处于电流 1 的磁场中,电流 2 中单位长度上受的安培力,同时，电流 1 处于电流 2 的磁场中，可得,电流 1 中单位长 度上受的安培力, 同向电流间的安培力为引力, 反向电流间的安培力为斥力,讨论,（1）电流之间的磁力符合牛顿第三定律：,设在真空中，两根通有同值电流的无限长平行直导线，若导线相距 1 米，单位长度受力,，则电流为1 安培。,（2）电流强度单位的定义,两电流元之间的相互作用力,同

4、理,比较,（3）, 两电流元之间的相互作用力，一般不遵守牛顿第三定律,四. 磁力的功,1. 安培力对运动载流导线的功,方向向右, 在有限过程中，磁力所作的功, 当载流导线在磁场中运动时，如果电流保持不变,则 磁力 （安培力）所做的功等于电流强度乘以导线所扫过的 磁通量；, 磁力所作的功等于电流乘以通过回路所环绕的面积内磁通 量的增量； 磁力所作的功等于电流乘以载流导线在移动中所切割的磁 感应线数。,2. 磁力矩对转动载流线圈的功, 在一元过程中，磁力矩所作的功,负号表示在转动过程中， 磁力矩对载流线圈做负功 或说磁力做正功时将使 减小, 在一有限过程中，磁力矩所作的功, 上述公式也适用于非均匀磁场。, 恒定磁场不是保守力场，磁力的功不等于磁场能的减少， 而且，洛伦兹力是不做功的，磁力所作的功是消耗电源 的能量来完成

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