2021-2022學(xué)年高二物理競賽課件：載流導(dǎo)線在磁場中所受的

1、載流導(dǎo)線在磁場中所受的力S一 安 培 力載流導(dǎo)線在磁場中所受的力一個(gè)自由電子在磁場中受的力:安培力:電流元在磁場中受到的磁力.洛倫茲力方向：大?。?有限長載流導(dǎo)線所受的安培力 由于自由電子與晶格之間的相互作用，使導(dǎo)線在宏觀上看起來受到了磁場的作用力 . 安培定律 ：磁場對電流元的作用力垂直于 和 所組成的平面, 且與 同向 .大?。悍较颍河沂致菪▌t(a) 載流直導(dǎo)線取電流元受力大小:方向:積分結(jié)論:1.均勻磁場中載流導(dǎo)線所受安培力二、安培定律的應(yīng)用載流導(dǎo)線受到的磁力:方向:討 論(b)任意形狀載流導(dǎo)線取電流元:受力大小:建坐標(biāo)系如圖取分量:1)均勻磁場中,一段任意形狀載流導(dǎo)線所受的力等于電流

2、的起點(diǎn)、終點(diǎn)與之相同的載流直導(dǎo)線所受的力；2)均勻磁場中,任意形狀載流平面線圈所受合力為零.dydxab結(jié)論 分別求圖中導(dǎo)線所受到的安培力F=BI(2R)=2RBIF=BI(L+2R)方向豎直向上方向向右方向豎直向上RL LI練習(xí) 例 1 設(shè)在真空中有兩根相距為d 的無限長平行直導(dǎo)線， 分別通以電流 和 ，且電流的流向相同，試求單位長度上的導(dǎo)線所受的安培力為多少？解 無限長直導(dǎo)線 在 產(chǎn)生的作用在電流元 上的安培力導(dǎo)線2上每單位長度所受的安培力為 國際單位制中電流單位安培的定義 在真空中兩平行長直導(dǎo)線相距 1 m ，通有大小相等、方向相同的電流，當(dāng)兩導(dǎo)線每單位長度上的吸引力為 時(shí)，規(guī)定這時(shí)的電

3、流為 1 A （安培）.問 若兩直導(dǎo)線電流方向相反,二者之間的作用力如何？可得同理：二者相互吸引Ldba例2 求導(dǎo)線ab所受安培力.已知:直導(dǎo)線ab垂直于無限長直導(dǎo)線.解：取電流元如圖方向：豎直向上.xIdldfABCo根據(jù)對稱性分析解 例 3 如圖一通有電流 的閉合回路放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 的均勻磁場中，回路平面與磁感強(qiáng)度 垂直 .回路由直導(dǎo)線 AB 和半徑為 的圓弧導(dǎo)線 BCA 組成 ，電流為順時(shí)針方向, 求磁場作用于閉合導(dǎo)線的力.因ACoB由于故 注意：可以證明，在均勻磁場中，任意形狀的載流導(dǎo)線閉合回路的平面與磁感強(qiáng)度垂直，此閉合回路不受磁場力的作用.MNOPI三 磁場對載流線圈的力矩如圖 均勻磁場中有一矩形載流線圈MNOP M,N O,P.線圈有N 匝時(shí)（適用于任意線圈）但是 不在一條直線上 M,N O,PIB. . . . . . . . . . . . . . . . .IBB+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + I穩(wěn)定平衡不穩(wěn)定平衡討 論1） 方向與 相同2）方向相反3）方向垂直力矩最