电流和恒定磁场.pptVIP

安培力：电流元在磁场中受到的磁力 安培定律 方向判断 右手螺旋 载流导线受到的磁力 大小 一、安培力 §11-5 磁场对电流的作用 导线1、2单位长度上 所受的磁力为： 二、两无限长平行载流直导线的相互作用力 电流单位“安培”的定义： 放在真空中的两条无限长平行直导线，各通有相等的稳恒电流，当导线相距1米，每一导线每米长度上受力为2×10-7牛顿时，各导线中的电流强度为1安培。 a 例、均匀磁场中任意形状导线所受的作用力 受力大小 方向如图所示 建坐标系取分量 积分 取电流元 推论 在均匀磁场中任意形状闭合载流线圈受合力为零 练习：如图，求半圆导线所受安培力 方向竖直向上 解： 例：求一无限长直载流导线的磁场对另一直载流导线ab的作用力。已知：I1、I2、d、L L x d b a 三、磁场对载流线圈的作用 . 线圈平面法向 与磁场方向夹角 线圈法向 与电流满足右手螺旋 载流线圈的磁矩 对于通电平面载流线圈 如果线圈为N匝 讨论 . （1） （2） （3） 结论: 均匀磁场中，任意形状刚性闭合平面通电线圈所受的力和力矩为 与 成右螺旋 0 p q q = = 稳定平衡 非稳定平衡 磁矩 例1 边长为0.2m的正方形线圈，共有50匝，通以电流2A，把线圈放在磁感应强度为0.05T的均匀磁场中. 问在什么方位时，线圈所受的磁力矩最大？磁力矩等于多少？ 解 得 Eg:磁秤一臂下面挂有一矩形线圈（宽为b，长为L，共N匝）线圈下端 放于待测磁场 中，其平面与 垂直，当线圈通以电流I时，线 圈受力，天平平衡，调节砝码m使天平平衡，求 。 Eg:长直导线与一正方形线圈在同一平面内，分布载有电流 ，正 方形边长为a，它的中心到直导线的垂直距离为d，求：这个正方形载 流线圈各边所受 的磁场力以及整个线圈所受的合力。 Eg:教材例题11—6 Eg:载有电流 的长直导线旁有一正三角形线圈，边长为a，载有电流 一边与直导线平行，中心到直导线的垂直距离为b，直导线与线圈在 同一平面，求 作用于三角形线圈上的力。 §11-6 带电粒子在磁场中的应用 一、洛伦兹力和粒子的运动方程 电流元受力： 洛伦兹力 方向：即以右手四指 由经小于 的角弯向 ，拇指的指向就是正电荷所受洛仑兹力的方向. 运动电荷在电场和磁场中受的力 例 1 一质子沿着与磁场垂直的方向运动, 在某点它的速率为 由实验测得这时质子所受的洛仑为 求该点的磁感强度的大小. 解 由于 与垂直 ，可得 问 1）洛仑兹力作不作功？ 2）负电荷所受的洛仑兹力方向？ 粒子做直线运动 粒子做匀速圆周运动 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 螺距 h ： q R 磁聚焦 （洛仑兹力不做功） 洛仑兹力 与 不垂直 螺距 应用 电子光学 , 电子显微镜等 . 磁聚焦 在均匀磁场中某点 A 发射一束初速相差不大的带电粒子, 它们的 与 之间的夹角 不尽相同 , 但都较小, 这些粒子沿半径不同的螺旋线运动, 因螺距近似相等, 都相交于屏上同一点, 此现象称之为磁聚焦 . 带电粒子在磁场中运动举例 1 . 回旋半径和回旋频率 P * 即：电流元在空间产生的磁场 真空磁导率 任意载流导线在点 P 处的磁感强度 磁感强度叠加原理 X Y 建立坐标系OXY 任取电流元 大小 方向 a P 统一积分变量 二、毕奥---沙伐尔定律的应用 1. 载流直导线的磁场 已知：真空中I、 a X Y a P 无限长载流直导线 半无限长载流直导线 直导线延长线上 + a 例1 如图载流长直导线的电流为I，试求通过矩形面积的磁通量。 解：先求 ，对变磁场给出 后积分求 。 Eg:两平行长直导线相距为d，每根导线载有相同电流I，如图，求1） 两导线所在平面内与两导线等距的一点P处的 ；2）通过图中矩 形面积的磁通量 。 p R 2、圆型电流轴线上的磁场 已知: R、I，求轴线上P点的磁感应强度。 建立坐标系OXY 任取电流元 分析对称性、写出分量式 大小 方向 统一积分变量