磁場(chǎng)對(duì)電流的作用20141105

1、 帶電粒子在磁場(chǎng)中所受作用及運(yùn)動(dòng)帶電粒子在磁場(chǎng)中所受作用及運(yùn)動(dòng)1. 1. 洛倫茲力洛倫茲力qB當(dāng)帶電粒子沿磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)當(dāng)帶電粒子沿磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí): :qvBFm0F當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)方向垂直時(shí): :vqBvFqvFB一般情況下，如果帶電粒子運(yùn)動(dòng)的方向與磁場(chǎng)一般情況下，如果帶電粒子運(yùn)動(dòng)的方向與磁場(chǎng)方向成夾角方向成夾角 時(shí)時(shí)sinqvBF BvqF洛倫茲力洛倫茲力大小：大?。悍较颍悍较颍?的方向的方向 Bv2. 2. 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 設(shè)有一均勻磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為設(shè)有一均勻磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 ，一電荷，一電荷量為量為 、質(zhì)量

2、為、質(zhì)量為 的粒子，以初速的粒子，以初速 進(jìn)入磁場(chǎng)中進(jìn)入磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。Bqm0v（1 1）如果）如果 與與 相互平行相互平行B0v0F粒子作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。粒子作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。（2 2）如果）如果 與與 垂直垂直B0vBqvF0B0v粒子作勻速圓周運(yùn)動(dòng)粒子作勻速圓周運(yùn)動(dòng), ,洛侖茲力不做功。洛侖茲力不做功。BBBvvvFFqFBRvmBqv200qBmvR0周期周期qBmvRT220軌道軌道半徑半徑BqvF0（3 3）如果）如果 與與 斜交成斜交成 角角 B0vhqnv00vxv0BRcos00vvxsin00vvnqBmvRn0qBmvTvhxx200qBmT2粒子作螺旋運(yùn)動(dòng)。粒子作螺旋運(yùn)

3、動(dòng)。2.2 2.2 帶電粒子在非均勻磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)帶電粒子在非均勻磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)（1 1）會(huì)聚磁場(chǎng)中作螺旋運(yùn)動(dòng)的帶正電的粒子掉向返轉(zhuǎn)）會(huì)聚磁場(chǎng)中作螺旋運(yùn)動(dòng)的帶正電的粒子掉向返轉(zhuǎn)2.2 2.2 帶電粒子在非均勻磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)帶電粒子在非均勻磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)（2 2）磁約束裝置）磁約束裝置（3）非均勻磁場(chǎng)：范）非均勻磁場(chǎng)：范艾侖艾侖( (Van Allen) )輻射帶輻射帶磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線(xiàn)的作用磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線(xiàn)的作用1. 1. 安培定律安培定律 FFLFvHFI設(shè)導(dǎo)線(xiàn)中每個(gè)自由電子以平均速度向右作定向運(yùn)動(dòng)，設(shè)導(dǎo)線(xiàn)中每個(gè)自由電子以平均速度向右作定向運(yùn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向向里，則每個(gè)自由電子在洛倫的方向向里，則

4、每個(gè)自由電子在洛倫茲力的作用下以圓周運(yùn)動(dòng)的方式作側(cè)向漂移，結(jié)果茲力的作用下以圓周運(yùn)動(dòng)的方式作側(cè)向漂移，結(jié)果在導(dǎo)線(xiàn)的下側(cè)堆積負(fù)電荷，上側(cè)堆積正電荷，在上在導(dǎo)線(xiàn)的下側(cè)堆積負(fù)電荷，上側(cè)堆積正電荷，在上下兩側(cè)間形成一橫向下兩側(cè)間形成一橫向霍耳電場(chǎng)霍耳電場(chǎng) FFLFvHFI這電場(chǎng)阻礙自由電子的側(cè)向漂移，當(dāng)電場(chǎng)力與洛倫這電場(chǎng)阻礙自由電子的側(cè)向漂移，當(dāng)電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡時(shí)茲力平衡時(shí)BvEH電子便不再作側(cè)向漂移，仍以平均速度電子便不再作側(cè)向漂移，仍以平均速度 向右作定向右作定向運(yùn)動(dòng)，而向運(yùn)動(dòng)，而晶格中的正離子只受到霍耳電場(chǎng)力晶格中的正離子只受到霍耳電場(chǎng)力的作的作用。用。v FFLFvHFI設(shè)導(dǎo)線(xiàn)中單位體積的

5、自由電子數(shù)為設(shè)導(dǎo)線(xiàn)中單位體積的自由電子數(shù)為n，它等于導(dǎo)線(xiàn)，它等于導(dǎo)線(xiàn)中單位體積的正離子數(shù)。中單位體積的正離子數(shù)。在電流元在電流元 中的正離子數(shù)為中的正離子數(shù)為lIdlnSNdd這些正離子所受霍耳電場(chǎng)的合力的宏這些正離子所受霍耳電場(chǎng)的合力的宏觀(guān)效應(yīng)便是電流元在磁場(chǎng)中所受的觀(guān)效應(yīng)便是電流元在磁場(chǎng)中所受的安培力安培力BvNeFddlBvnSedBlId安培定律BlIFdd安培定律的微分形式LBlIFd安培定律的積分形式設(shè)直導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)為設(shè)直導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)為l，通有電流，通有電流 ，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為 的均勻磁場(chǎng)中，導(dǎo)線(xiàn)與的均勻磁場(chǎng)中，導(dǎo)線(xiàn)與 的夾角為的夾角為 。IBBlxzFBILFFdllBI0

6、sindsinIlB合力作用在長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)中點(diǎn)，方向沿合力作用在長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)中點(diǎn)，方向沿Z Z軸正向。軸正向。在直角坐標(biāo)系中將電在直角坐標(biāo)系中將電流元的受力沿坐標(biāo)方流元的受力沿坐標(biāo)方向分解，再對(duì)各個(gè)分向分解，再對(duì)各個(gè)分量積分。量積分。)d(dyZxzByBIF)d(dzxyxBzBIF)d(dxyzyBxBIFlxzFBI例例: 測(cè)定磁感應(yīng)強(qiáng)度常用測(cè)定磁感應(yīng)強(qiáng)度常用的實(shí)驗(yàn)裝置磁秤如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置磁秤如圖所示,它的一臂下面掛有一矩形線(xiàn)它的一臂下面掛有一矩形線(xiàn)圈，寬為圈，寬為b，長(zhǎng)為，長(zhǎng)為l，共有，共有N匝，線(xiàn)圈的下端放在待測(cè)的匝，線(xiàn)圈的下端放在待測(cè)的均勻磁場(chǎng)中，其平面與磁感均勻磁場(chǎng)中，其平面與磁感應(yīng)強(qiáng)

7、度垂直，當(dāng)線(xiàn)圈中通有應(yīng)強(qiáng)度垂直，當(dāng)線(xiàn)圈中通有電流電流I時(shí)，線(xiàn)圈受到一向上時(shí)，線(xiàn)圈受到一向上的作用力，使天平失去平衡，的作用力，使天平失去平衡，調(diào)節(jié)砝碼調(diào)節(jié)砝碼m使兩臂達(dá)到平衡。使兩臂達(dá)到平衡。用上述數(shù)據(jù)求待測(cè)磁場(chǎng)的磁用上述數(shù)據(jù)求待測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。感應(yīng)強(qiáng)度。BI作用在兩側(cè)直邊上的力則大小相等，方向相反，作用在兩側(cè)直邊上的力則大小相等，方向相反，它們相互抵消。當(dāng)天平恢復(fù)平衡時(shí)，這個(gè)向上的它們相互抵消。當(dāng)天平恢復(fù)平衡時(shí)，這個(gè)向上的安培力恰與調(diào)整砝碼的重量相等，由此可得安培力恰與調(diào)整砝碼的重量相等，由此可得NBIbF mgNBIb 解解 由圖可見(jiàn)，線(xiàn)圈的底邊上受到安培力由圖可見(jiàn)，線(xiàn)圈的底邊上受到安

8、培力 ，方向，方向向上，大小為向上，大小為FNIbmgB 故待測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度故待測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度如如N=9匝，匝，b=10.0cm，I=0.10A，加砝碼，加砝碼m=4.40g才能恢復(fù)平衡，代入上式得才能恢復(fù)平衡，代入上式得TTB48.010.010.0980.91040.43 yxFjFiFdd例：在磁感強(qiáng)度為例：在磁感強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中，通過(guò)一半徑為的均勻磁場(chǎng)中，通過(guò)一半徑為R的半圓導(dǎo)線(xiàn)中的電流為的半圓導(dǎo)線(xiàn)中的電流為I。若導(dǎo)線(xiàn)所在平面與。若導(dǎo)線(xiàn)所在平面與B垂垂直，求該導(dǎo)線(xiàn)所受的安培力。直，求該導(dǎo)線(xiàn)所受的安培力。 IFdFdxFdxFdyFdyFdxy由電流分布的對(duì)稱(chēng)由電流分布的對(duì)稱(chēng)

9、性分析導(dǎo)線(xiàn)受力的性分析導(dǎo)線(xiàn)受力的對(duì)稱(chēng)性對(duì)稱(chēng)性 yFFd解：解： sindsindd lBIFFy ddRl 由安培定律由安培定律由幾何關(guān)系由幾何關(guān)系上兩式代入上兩式代入 yFFdBIRBIRF2dsin0 合力合力F F的方向：的方向：y y軸正方向軸正方向。結(jié)果表明：半圓形載流導(dǎo)線(xiàn)上所受的力與其兩個(gè)結(jié)果表明：半圓形載流導(dǎo)線(xiàn)上所受的力與其兩個(gè)端點(diǎn)相連的直導(dǎo)線(xiàn)所受到的力相等。端點(diǎn)相連的直導(dǎo)線(xiàn)所受到的力相等。 IFdFdxFdxFdyFdyFdxy2. 2. 磁場(chǎng)對(duì)載流線(xiàn)圈的作用磁場(chǎng)對(duì)載流線(xiàn)圈的作用載流線(xiàn)圈的空間取向用電流右手螺載流線(xiàn)圈的空間取向用電流右手螺旋的法向單位矢量旋的法向單位矢量 描述。

10、描述。n設(shè)任意形狀的平面載流線(xiàn)圈的面設(shè)任意形狀的平面載流線(xiàn)圈的面積積S，電流強(qiáng)度，電流強(qiáng)度I，定義：定義：線(xiàn)圈的磁矩線(xiàn)圈的磁矩nIPmnISPm 由于是矩形線(xiàn)圈，對(duì)邊受力大小應(yīng)相等，方向相反。由于是矩形線(xiàn)圈，對(duì)邊受力大小應(yīng)相等，方向相反。1lBADCB2l2FI1F2F1FB)(CD)(BA2F2FneAD與與BC邊受力大小為：邊受力大小為：sin11BIlF 22BIlF AB與與CD邊受力大小為：邊受力大小為：平衡力平衡力力偶力偶磁場(chǎng)作用在線(xiàn)圈上總的力矩大小為：磁場(chǎng)作用在線(xiàn)圈上總的力矩大小為：cos12lFM cos21lBIlcosBISB)(CD)(BA2F2Fne圖中圖中 與與 為互

11、余的關(guān)系為互余的關(guān)系2/用用 代替代替 ，可得到力矩，可得到力矩sinBISM cos2212lFM B)(CD)(BA2F2Fne實(shí)際上實(shí)際上IS為線(xiàn)圈磁矩的大小為線(xiàn)圈磁矩的大小Pm，力矩的方向?yàn)榫€(xiàn)圈磁矩與磁感力矩的方向?yàn)榫€(xiàn)圈磁矩與磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量積；用矢量式表應(yīng)強(qiáng)度的矢量積；用矢量式表示磁場(chǎng)對(duì)線(xiàn)圈的力矩：示磁場(chǎng)對(duì)線(xiàn)圈的力矩：BPMm可以證明，上式不僅對(duì)矩形線(xiàn)圈成立，對(duì)于均勻磁可以證明，上式不僅對(duì)矩形線(xiàn)圈成立，對(duì)于均勻磁場(chǎng)中的任意形狀的平面線(xiàn)圈也成立，對(duì)于帶電粒子場(chǎng)中的任意形狀的平面線(xiàn)圈也成立，對(duì)于帶電粒子在平面內(nèi)沿閉合回路運(yùn)動(dòng)以及帶電粒子自旋所具有在平面內(nèi)沿閉合回路運(yùn)動(dòng)以及帶電粒子自旋所具

12、有的磁矩，在磁場(chǎng)中受到的力矩都適用。的磁矩，在磁場(chǎng)中受到的力矩都適用。B)(CD)(BA2F2Fne討論：討論：（1） = /2，線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)，線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向相互平行，力矩最大，這方向相互平行，力矩最大，這一力矩有使一力矩有使 減小的趨勢(shì)。減小的趨勢(shì)。（2） =0，線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方，線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，力矩為零，線(xiàn)圈處于向垂直，力矩為零，線(xiàn)圈處于平衡狀態(tài)。平衡狀態(tài)。（3） = ，線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向相互垂直，力矩，線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向相互垂直，力矩為零，但為不穩(wěn)定平衡，為零，但為不穩(wěn)定平衡， 與與 反向，微小擾動(dòng)，反向，微小擾動(dòng)，磁場(chǎng)的力矩使線(xiàn)圈轉(zhuǎn)向穩(wěn)定平衡狀態(tài)。磁場(chǎng)的力矩使線(xiàn)圈轉(zhuǎn)向穩(wěn)定

13、平衡狀態(tài)。BmP綜上所述綜上所述，任意形狀不變的平面載流線(xiàn)圈作為整體在任意形狀不變的平面載流線(xiàn)圈作為整體在均勻外磁場(chǎng)中，受到的合力為零，合力矩使線(xiàn)圈的磁均勻外磁場(chǎng)中，受到的合力為零，合力矩使線(xiàn)圈的磁矩轉(zhuǎn)到磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。矩轉(zhuǎn)到磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。3. 3. 磁電式電流計(jì)磁電式電流計(jì)磁電動(dòng)圈式電流計(jì)磁電動(dòng)圈式電流計(jì)NBISM 當(dāng)電流通過(guò)線(xiàn)圈時(shí)，線(xiàn)圈所受的磁力矩當(dāng)電流通過(guò)線(xiàn)圈時(shí)，線(xiàn)圈所受的磁力矩 的大小的大小M（1 1）當(dāng)電流計(jì)中通過(guò)恒定電流時(shí)）當(dāng)電流計(jì)中通過(guò)恒定電流時(shí)kM 為游絲的扭轉(zhuǎn)常量，對(duì)于一定的游絲來(lái)為游絲的扭轉(zhuǎn)常量，對(duì)于一定的游絲來(lái)說(shuō)是常量。說(shuō)是常量。k 當(dāng)線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，游絲被卷緊，游絲給

14、線(xiàn)圈當(dāng)線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，游絲被卷緊，游絲給線(xiàn)圈 的扭轉(zhuǎn)力矩與線(xiàn)圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度的扭轉(zhuǎn)力矩與線(xiàn)圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度 成正比，成正比， 即：即：kNBIS 當(dāng)線(xiàn)圈受到的磁力矩和游絲給線(xiàn)圈的扭轉(zhuǎn)力矩當(dāng)線(xiàn)圈受到的磁力矩和游絲給線(xiàn)圈的扭轉(zhuǎn)力矩 相互平衡時(shí)，線(xiàn)圈就穩(wěn)定在這個(gè)位置，此時(shí)：相互平衡時(shí)，線(xiàn)圈就穩(wěn)定在這個(gè)位置，此時(shí)：KNBSkI式中，式中， 是恒量，稱(chēng)為電流計(jì)常量，它表示是恒量，稱(chēng)為電流計(jì)常量，它表示電流機(jī)偏轉(zhuǎn)單位角度時(shí)所需通過(guò)的電流。電流機(jī)偏轉(zhuǎn)單位角度時(shí)所需通過(guò)的電流。NBSkK 磁電式電流計(jì)的工作原理：磁電式電流計(jì)的工作原理： 值越小，電流計(jì)越值越小，電流計(jì)越靈敏。因此，線(xiàn)圈偏轉(zhuǎn)的角度靈敏。因此，線(xiàn)圈偏轉(zhuǎn)的角度

15、 與通過(guò)線(xiàn)圈的電流成與通過(guò)線(xiàn)圈的電流成正比關(guān)系，這樣即可從指針?biāo)傅奈恢脕?lái)測(cè)量電流。正比關(guān)系，這樣即可從指針?biāo)傅奈恢脕?lái)測(cè)量電流。K（2 2）在電流計(jì)中通以一個(gè)短促的電流脈沖時(shí)）在電流計(jì)中通以一個(gè)短促的電流脈沖時(shí) 在通電的極短時(shí)間在通電的極短時(shí)間 內(nèi)，電流計(jì)的線(xiàn)圈將受到內(nèi)，電流計(jì)的線(xiàn)圈將受到一個(gè)沖量矩的作用一個(gè)沖量矩的作用:0t) 1 (ddd0000tttoNBSqtINBStNBIStMG按角動(dòng)量原理，應(yīng)有：按角動(dòng)量原理，應(yīng)有：)2(0JG 是線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J線(xiàn)圈在最大偏轉(zhuǎn)角線(xiàn)圈在最大偏轉(zhuǎn)角 時(shí)的彈性勢(shì)能等于線(xiàn)圈起動(dòng)時(shí)的彈性勢(shì)能等于線(xiàn)圈起動(dòng)時(shí)的初動(dòng)能時(shí)的初動(dòng)能: :)3(2

16、121202Jk 為懸絲的扭轉(zhuǎn)常量為懸絲的扭轉(zhuǎn)常量k將（將（1 1）（）（2 2）（）（3 3）三式合并得到：）三式合并得到：NBSkJq 沖擊電流計(jì)的工作原理沖擊電流計(jì)的工作原理: :從線(xiàn)圈的最大偏轉(zhuǎn)角從線(xiàn)圈的最大偏轉(zhuǎn)角 可以測(cè)定電流脈沖通過(guò)時(shí)可以測(cè)定電流脈沖通過(guò)時(shí)( (例如電容器放電時(shí)例如電容器放電時(shí)) )的電的電荷量荷量 。q線(xiàn)圈在最大偏轉(zhuǎn)角線(xiàn)圈在最大偏轉(zhuǎn)角 時(shí)的彈性勢(shì)能等于線(xiàn)圈起動(dòng)時(shí)的彈性勢(shì)能等于線(xiàn)圈起動(dòng)時(shí)的初動(dòng)能時(shí)的初動(dòng)能: :)3(2121202Jk 為懸絲的扭轉(zhuǎn)常量為懸絲的扭轉(zhuǎn)常量k將（將（1 1）（）（2 2）（）（3 3）三式合并得到：）三式合并得到：NBSkJq 沖擊電流計(jì)

17、的工作原理沖擊電流計(jì)的工作原理: :從線(xiàn)圈的最大偏轉(zhuǎn)角從線(xiàn)圈的最大偏轉(zhuǎn)角 可以測(cè)定電流脈沖通過(guò)時(shí)可以測(cè)定電流脈沖通過(guò)時(shí)( (例如電容器放電時(shí)例如電容器放電時(shí)) )的電的電荷量荷量 。q平平行載流導(dǎo)線(xiàn)間的相互作用力行載流導(dǎo)線(xiàn)間的相互作用力計(jì)算平行載流導(dǎo)線(xiàn)間的作用力，利用畢計(jì)算平行載流導(dǎo)線(xiàn)間的作用力，利用畢薩定律與安薩定律與安培定律，求出其中一根導(dǎo)線(xiàn)的磁場(chǎng)分布，再計(jì)算其它培定律，求出其中一根導(dǎo)線(xiàn)的磁場(chǎng)分布，再計(jì)算其它載流導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受到的安培力。載流導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受到的安培力。ACDB2dl21B21dF12B1dl12dFd1I2I1. 電流單位電流單位“安培安培”的定義的定義安培基準(zhǔn)安培基準(zhǔn)計(jì)算

18、計(jì)算CD受到的力，在受到的力，在CD上取一電流元：上取一電流元：sindd222121lIBF式中式中 為為 與與 間的夾角間的夾角22dlI21BdIB102121sin2210222121d2ddldIIlIBFdIIlF2102212dd 同理可以證明載流導(dǎo)線(xiàn)同理可以證明載流導(dǎo)線(xiàn)AB單位長(zhǎng)度所受的力單位長(zhǎng)度所受的力的大小也等于的大小也等于 ，方向指向?qū)Ь€(xiàn)，方向指向?qū)Ь€(xiàn)CD。dII2102ACDB2dl21B21dF12B1dl12dFd1I2I單位長(zhǎng)度所受的力單位長(zhǎng)度所受的力ACDB2dl21B21d F12B1dl12d Fd1I2I表明表明：兩個(gè)同方向的平兩個(gè)同方向的平行載流直導(dǎo)線(xiàn)，

19、通過(guò)磁行載流直導(dǎo)線(xiàn)，通過(guò)磁場(chǎng)的作用，將相互吸引。場(chǎng)的作用，將相互吸引。反之，兩個(gè)反向的平行反之，兩個(gè)反向的平行載流直導(dǎo)線(xiàn)，通過(guò)磁場(chǎng)載流直導(dǎo)線(xiàn)，通過(guò)磁場(chǎng)的作用，將相互排斥，的作用，將相互排斥，而每一段導(dǎo)線(xiàn)單位長(zhǎng)度所受的斥力的大小與這兩電而每一段導(dǎo)線(xiàn)單位長(zhǎng)度所受的斥力的大小與這兩電流同方向的引力相等。流同方向的引力相等?！鞍才喟才唷钡亩x的定義：真空中相距真空中相距1 m的二無(wú)限長(zhǎng)而圓截面的二無(wú)限長(zhǎng)而圓截面極小的平行直導(dǎo)線(xiàn)中載有相等的電流時(shí)，若在每米長(zhǎng)極小的平行直導(dǎo)線(xiàn)中載有相等的電流時(shí)，若在每米長(zhǎng)度導(dǎo)線(xiàn)上的相互作用力正好等于度導(dǎo)線(xiàn)上的相互作用力正好等于 ，則導(dǎo)線(xiàn)中，則導(dǎo)線(xiàn)中的電流定義為的電流定義為

20、1A。N7102磁力的功磁力的功1. 1. 載流導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)磁力所作的功載流導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)磁力所作的功 設(shè)有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度設(shè)有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度 的方向垂直于紙的方向垂直于紙面向外，磁場(chǎng)中有一載流的閉合電路面向外，磁場(chǎng)中有一載流的閉合電路 ，電路中，電路中的導(dǎo)線(xiàn)的導(dǎo)線(xiàn) 長(zhǎng)度為長(zhǎng)度為 ，可以沿著，可以沿著 和和 滑動(dòng)。假定滑動(dòng)。假定當(dāng)當(dāng) 滑動(dòng)時(shí)，電路中電流滑動(dòng)時(shí)，電路中電流 保持不變，按安培定律，保持不變，按安培定律，載流導(dǎo)線(xiàn)載流導(dǎo)線(xiàn)ABAB在磁場(chǎng)中所受的安培力在磁場(chǎng)中所受的安培力 在紙面上，指向在紙面上，指向如圖所示，如圖所示， 的大小的大小BABCDABlDACBABI

21、FFBIlF CDAABBBIFI 在在 力作用下，力作用下， 將從初始位置沿著將從初始位置沿著 力的方力的方向移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)到位置向移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)到位置 時(shí)磁力時(shí)磁力 所作的功所作的功FABFBAFABIlAAFAA 導(dǎo)線(xiàn)在初始位置導(dǎo)線(xiàn)在初始位置 時(shí)和在終了位置時(shí)和在終了位置 時(shí)，時(shí)，通過(guò)回路的磁通量分別為：通過(guò)回路的磁通量分別為：ABBA BlDA0ABlDt IA磁力所作的功為：磁力所作的功為：ABlABlDAABlDt0上式說(shuō)明當(dāng)載流導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果上式說(shuō)明當(dāng)載流導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果電流保持不變，磁力所作的功等于電流乘以電流保持不變，磁力所作的功等于電流乘以通過(guò)回路所環(huán)繞的面積內(nèi)磁通量的增量，也通過(guò)回路所環(huán)繞的面積內(nèi)磁通量的增量，也即磁力所作的功等于電流乘以載流導(dǎo)線(xiàn)在移即磁力所作的功等于電流乘以載流導(dǎo)線(xiàn)在移動(dòng)中所切割的磁感應(yīng)線(xiàn)數(shù)。動(dòng)中所切割的磁感應(yīng)