2022-2023學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：磁場(chǎng)對(duì)電流的作用14

磁場(chǎng)對(duì)電流的作用

磁場(chǎng)對(duì)電流的作用

有限長(zhǎng)載流導(dǎo)線(xiàn)所受的安培力

安培定律:

磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線(xiàn)的作用一.磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線(xiàn)的作用1.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中10.通電為I的導(dǎo)線(xiàn),兩段長(zhǎng)均為l,其中一部分與磁場(chǎng)B成α角方向BlαI20.通電為I,半徑為R的半圓弧在磁場(chǎng)B中所受的力.IR各電流元Idl受力dF的方向不同建立坐標(biāo),分析對(duì)稱(chēng)性:Fy=0沿x軸正向dFxoyθIRdFxoyθ沿x軸正向豎直通電導(dǎo)線(xiàn)受力：右側(cè)半圓弧通電導(dǎo)線(xiàn)受力：沿x軸負(fù)向閉合線(xiàn)圈受到的合力為零容易得出：任意形狀的通電導(dǎo)線(xiàn)所受的力,等效于由導(dǎo)線(xiàn)的始末端所連直導(dǎo)線(xiàn)通以同樣的電流所受的力。abI

若導(dǎo)線(xiàn)由三部分組成,且各直線(xiàn)段長(zhǎng)為RIR例10.12半徑為R的圓電流I2

處于長(zhǎng)直電流I1的磁場(chǎng)中.I2I1xyoθdF解：電流元Idl所受力dF的方向不同,建立坐標(biāo)分析對(duì)稱(chēng)性:先看右側(cè):y方向?qū)ΨQ(chēng),Fy=0同理左側(cè):y方向?qū)ΨQ(chēng),Fy=0整個(gè)線(xiàn)圈受力:方向沿x軸正向2.在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中求圓形電流所受安培力的大小和方向。二.平行導(dǎo)線(xiàn)間的相互作用力兩平行的長(zhǎng)直載流導(dǎo)線(xiàn)I1、I2,相距為d,單位長(zhǎng)度受到作用力?I1I2dI2dldFB1

在電流I2上選取電流元I2dl,I1在I2dl處產(chǎn)生的磁場(chǎng):電流元I2dl所受力為dF,方向水平向左單位長(zhǎng)度所受力:方向水平向左

同理電流I2給I1的單位長(zhǎng)度的作用力與其相等,方向水平向右.受力分析:ab

的I方向?yàn)榇帕?0.5.2勻強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)平面載流線(xiàn)圈的作用FcdFabθBcd的I方向?yàn)閏dab磁力矩總是使線(xiàn)圈平面的法線(xiàn)方向（磁矩方向）轉(zhuǎn)向與外磁場(chǎng)相同的方向θφFcdFabBn結(jié)論:剛性平面線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受磁力矩的作用,只轉(zhuǎn)動(dòng)不平動(dòng)（合力為零）.討論:1.適用于任何形狀的平面線(xiàn)圈.2.Pm與B同向,φ

=0,M=0,穩(wěn)定平衡;Pm與B

垂直,φ

=π/2,Mmax=BIS;BIPmPm與B

反向,φ

=π,M=0,非穩(wěn)定平衡.BIPmBIPm§10.6帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一.洛侖茲力注意：其大小為：這里θ為v與B之間的夾角洛侖茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不作功.磁介質(zhì)的分類(lèi)有磁介質(zhì)的情況下,總場(chǎng)是電流I產(chǎn)生與介質(zhì)有關(guān)的電流產(chǎn)生定義介質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率真空:磁感應(yīng)強(qiáng)度Bo充入磁介質(zhì):保持電流I不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=μr

Bo順磁質(zhì)磁化后產(chǎn)生附加磁場(chǎng)B’使磁場(chǎng)B

增強(qiáng)；

抗磁質(zhì)磁化后產(chǎn)生附加磁場(chǎng)B’

使磁場(chǎng)B

削弱.如氧、鋁、鎢、鉑、鉻等。如氮、水、銅、銀、金、鉍等。如鐵、鈷、鎳等順磁質(zhì)抗磁質(zhì)鐵磁質(zhì)>>

各向同性的磁介質(zhì)中,某點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度等于該點(diǎn)的磁感強(qiáng)度除以該處的磁導(dǎo)率μ,其方向與該點(diǎn)的磁感強(qiáng)度方向相同.二.磁場(chǎng)強(qiáng)度()真空中三.磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理