真空中的稳恒磁场106磁场对载流线圈的作用磁力的功.pptVIP

醉雪—风随心动 醉雪—风随心动 * § 10-6 磁场对载流线圈的作用磁力的功 二 磁力的功 一 磁场对载流线圈的力矩作用 * 一 磁场对载流线圈的力矩作用 已知： 则各边受力如图所示： 自上往下 * 一对平衡力； 一对力偶，线圈将受磁力矩的作用。 磁力矩为： 即： * I B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I B B × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × I 稳定平衡 不稳定平衡 讨论1 (1) 方向相同 (2) 方向相反 (3) 方向垂直 力矩最大 * 讨论2 1）若线圈有N匝： n与I成右螺旋关系 磁矩 2）适用于任意形状的平面线圈 在均匀磁场中的情况: 将电流等效看成许多小矩形电流组成。 I 每个小磁矩的方向一致。 3）对于非均匀磁场 * 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 θ=00 稳定平衡 非稳定平衡 θ=1800 * 磁电式电流计原理 实验测定 游丝的反抗力矩与线圈转过的角度成正比θ。 N S 磁铁 I * I 例1 匀强磁场中有一圆形电流I，求M。 大小： 方向： 平行向上 × * 例2 无限长直导线(I)与abcd 线圈(I1)共面。求:(1)abcd 回路中的φm。(2)若abcd回路中通电I1，求四边受的力及线圈如何运动？磁力矩等于多少？ 解：(1) O r I a b B A C D I1 × l (2) * O r I a b B A C D I1 × l (3) FAB、FCD大小相等，方向相反。二者合力为零。 向右 向左 * 解：圆盘绕轴转动看作环形电流， * * · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 二 磁力的功 1 载流导线在磁场中运动时磁力所做的功 当载流导线在磁场中运动时，若电流保持不变，磁力所做的功等于电流强度与通过回路环绕面积内磁通量增量的乘积。 * 2 载流线圈在磁场中转动时磁力矩所做的功 当线圈从 时，对应的磁通由 则磁力的功：（I不变时） * 可以证明： 在均匀磁场中，对任意形状的闭合电流回路，磁力或磁力矩作的功都等于电流与磁通增量的乘积。 若电流变化： * 例1 如图，求下列几种情况下，磁力作的功。 以(1) AB、(2)BC、(3)AC 为轴向外转90° 解： (2) 以BC为轴，向外转90°后 A B C 初始磁通量，线圈的法线方向垂直于纸面向外 (1) 以AB为轴时，向外转90°后 * (3) 以AC为轴，向外转90°后 A B C A B C * 例2 一半径为R＝0.1m的圆形闭合线圈，载有电流I＝10A，放在均匀磁场中，磁场方向与线圈平面平行，大小为B＝10T，如图，求（1）线圈磁矩的大小和方向；（2）线圈所受磁力矩的大小和方向；（3）在磁力作用下，线圈平面绕过O点的竖直轴转过900，磁力矩做的功。 方向： 解： 向外 (1) 磁矩 大小： (2) 磁力矩 大小： I 方向： 向上 * (3) 磁力矩的功 作业：练习五 I * 例3 一直径为0.02m的圆形线圈共5匝，载有电流0.1A，放在B=2T的均匀磁场中，如图所示，求（1）线圈在图示位置受到的磁力矩；（2）线圈由图示位置转到平衡位置时磁力的功；（3）线圈由图示位置反转1800，磁力矩做的功。 I * I 醉雪—风随心动 醉雪—风随心动