4、大学物理安培力磁力矩和功.ppt
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1、8-6 磁场对载流导线的作用,演示实验:,一、安培定律,洛仑兹力:,设:电荷数密度 n,电流元截面积 S,S,安培定律:安培力为洛仑兹力之和,安培力: 磁场对电流的作用力,电流元中的电荷数: nSdl,作用在电流元上的作用力:,电流:,一、安培定律,S,安培定律:安培力为洛仑兹力之和,安培定律:对电流元Idl在磁场B中所受的作用力为,磁场对载流导线的作用力:,例1: 磁秤:如图所示, 矩形线圈的宽为b,长为l,共有N匝,下端放在待测的均匀磁场中,其平面与磁感应强度垂直,当线圈中通有电流I时,线圈受到一向上的作用力,天平失去平衡,调节砝码m使两臂达到平衡。用上述数据求待测磁场的磁感应强度B。,安
2、培定律,磁 秤 测 量 原 理,磁 秤,例2、半径为R的铜丝环,载有电流I。现把圆环放在均匀磁场中,环平面与磁场垂直。求(1)圆环受到的合力。(2)铜丝内部的张力。,例题:圆环在磁场中的受力,推论1:均匀磁场对闭合载流导线的作用合力为零。,推论2:一个任意弯曲的载流导线在均匀磁场中受力 等效于弯曲导线起点到终点的矢量在磁场的受力,例3、无限长直载流导线通有电流 I1 ,在同一平面内有长为 L的载流直导线,通有电流 I2 。(如图所示)求:长为L的导线所受的磁场力。,二、载流线圈在磁场中受到的磁力矩,F1和F2形成一“力偶”。,载流线圈受到的磁力矩,力矩:,S = l1l2 为线圈平面的面积,注
3、:上式虽是从矩形闭合载流线圈推出,但适合于均匀磁场中任意形状的闭合载流线圈。,N匝线圈的磁力矩:,M方向:,线圈的磁矩:,讨论:,(1)=0时,M=0 线圈处于稳定平衡状态。,(3) =90时,M = Mmax= NBIS,(2) =180时,M=0 线圈处于非稳定平衡状态。,磁力矩用磁矩表示及讨论,(A)不动 (B)发生转动,同时靠近磁铁 (C)发生转动,同时远离磁铁 (D)不发生转动,只靠近磁铁 (E)不发生转动,只离开磁铁,应用: 磁电式电流计,磁电动圈式电流计,磁电式电流计,当电流通过线圈时,线圈所受的磁力矩 的大小不变,(1)当电流计中通过恒定电流时,为游丝的扭转常量, 对于一定的游
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