2021-2022學年高二物理競賽課件：磁力的功（14張PPT）

1、磁力的功 例. 無限長直載流導線通有電流I1 ，在同一平面內(nèi)有長為L的載流直導線，通有電流I2。如圖r、已知，求長為L的導線所受的磁場力。解：建立如圖所示之坐標系dxxrI1I2xOdF考察I2上電流元I2dl受力例7-17 有一半徑為R 的半圓形導線，通有電流 I ，它處于一磁感應強度為B 的勻強磁場 之中。求：安培力。 推廣: 任意載流導線在均勻磁場中所受的力 , 與其始點和終點相同的載流直導線所受的磁場力相同.ByxoRId dlI由對稱性該通電導線所受安培力: F = I B 2Rl1IIIIbnl2B acd載流線圈在磁場中受到的磁力矩F1F2F3F4F1和F2形成一“力偶”，可以使

2、線框產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。能使線框產(chǎn)生形變。磁力矩： 注：上式適合于任意形狀的閉合載流線圈。N 匝線圈的磁力矩：nF1F2l1B磁矩：磁力矩：l1IIIIbnl2B acdF1F2F3F4說明： 上式適用于任何閉合線圈，但要求線圈所在處的磁場均勻。 B為均勻磁場時，閉合線圈所受的合力為零，但合力矩一般不為零；B為非均勻磁場時，線圈所受的合力、合力矩一般都不為零，此時線圈向磁場強的地方運動。線圈轉(zhuǎn)動又平動。 磁場對任意形狀彎曲導線的作用合力等于從起點到終點間的載有同樣電流的直導線所受的磁場力。 (1) =0時，M=0 穩(wěn)定平衡 BI BI (2) =180時，M=0 非穩(wěn)定平衡I (3) =90時，M =

3、Mmax= NBISB 在均勻磁場中，平面載流線圈的轉(zhuǎn)動趨勢是使其磁矩的方向與外磁場的方向一致，即 =0。不同角的磁力矩、磁通量磁力對運動載流導線作的功F IBabcdLabx磁場力：F = BIL磁場力的功：A = Fx= BILx其中 BLx=BS= 磁場力的功：載流線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時磁場力的功可以證明磁力矩的功：磁力矩： 磁力對運動載流導線的功等于電流強度與回路包圍面積內(nèi)的磁通量的增量的乘積。本例磁力矩向外，角位移向內(nèi)。nF2F1Bd 例. 一半徑為R的閉合載流線圈，載流I，放在磁感應強度為B的均勻磁場中，其方向與線圈平面平行。(1)求以直徑為轉(zhuǎn)軸、線圈所受磁力矩的大小和方向。 (2) 在力矩作用下，線圈轉(zhuǎn)過90，力矩做了多少功？BI解法一：線圈轉(zhuǎn)過90時，磁通量的增量為：解法二*：一段電流元受力BI方向：向外。方向：向下線圈在任意時的力矩。從下往上看!I力矩的功： 從下往上看 能與磁場發(fā)生相互作用的物質(zhì)稱為磁介質(zhì)磁介質(zhì)被磁化附加磁場電介質(zhì)被極化附加電場極化電荷外場磁化電流外場削弱外場？磁介質(zhì)及其磁化設外場磁感應強度B0 ，介質(zhì)磁化后附加磁場B磁介質(zhì)中磁場：介質(zhì)磁化的附加磁場就對應存在磁化電流Is磁介質(zhì)分類順磁質(zhì)(paramagnet)：r 1, BB0, B與B0同向抗磁質(zhì)(diamagnetic material)：r 1,B1, BB0, B與B0同向 弱磁性介質(zhì)