精选8+载流导线在磁场中所受的力.pptVIP

载流导线在磁场中所受的力 1 l d I S B ? 一 洛仑兹力与安 培 力 洛伦兹力 B e f ? ? ? ? ? ? d m v ? sin d m B e f v ? ? sin d d d lB S ne F v ? S ne I d v ? ? sin d lB I ? 由于自由电子与磁场之间的相互作用，使导线在 宏观上看起来受到了磁场的作用力 . 安培定律 磁场对电流元的作用 力 B l I F ? ? ? ? ? d d m f ? d v ? ? ? sin d d lB I F ? l I ? d ? 电流是大量微观电荷定向运动的宏观表现 2 B ? l I ? d ? F ? d 有限长载流导线 所受的安培力 B l I F F l l ? ? ? ? ? ? ? ? ? d d B l I F ? ? ? ? ? d d 安培定律 ? sin d d lB I F ? 意义 磁场对电流元作用的力 ，在数值上等 于电流元 的大小 、电流元所在处的磁感强度 大小以及电流元和磁感应强度之间的夹角 的正弦 之乘积 , 垂直于 和 所组成的平面 , 且 与 同向 . l I ? d B ? ? l I ? d B ? F ? d F ? d B l I ? ? ? d l I ? d B ? F ? d 3 B ? l I ? d ? F ? d l I ? d B ? F ? d 左手定则与 右手螺旋定则 内在统一 4 A B C x y I 0 ? 0 ? B ? o 根据对称性分析 j F F y ? ? 2 2 ? 0 2 ? x F j B AB I F ? ? ? ? 1 解 ? sin d d 2 2 2 ? ? ? ? F F F y 1 F ? 2 d F ? r l I ? d 2 d F ? l I ? d 例 1 如图一通有电流 的闭合回路放在磁感应强 度为 的均匀磁场中，回路平面与磁感强度 垂直 . 回路由直导线 AB 和半径为 的圆弧导线 BCA 组成 ， 电流为顺时针方向 , 求磁场作用于闭合导线的力 . I B ? r B ? 5 A C x y r I 1 F ? l I ? d 0 ? B ? 2 d F ? l I ? d o 0 ? B ? sin d d 2 2 2 ? ? ? ? F F F y ? ? ? sin d l BI ? ? ? 0 0 π 2 d sin ? ? ? ? BIr F j AB BI j r BI F ? ? ? ? ? ) cos 2 ( 0 2 ? ? d ? ? d d r l ? 因 j AB BI F ? ? ? ? 1 由于 0 2 1 ? ? ? F F F ? ? ? 故 6 P x y o I B ? L F ? d 0 d d 0 0 ? ? ? ? ? y BI F F x x j BIl F F y ? ? ? ? ? BIl x BI F F l y y ? ? ? ? ? 0 d d B l I F ? ? ? ? ? d d ? ? sin d sin d d l BI F F x ? ? 解 取一段电流元 l I ? d ? ? cos d cos d d l BI F F y ? ? 结论 任意平面载 流导线在均匀磁场中所 受的力 , 与其始点和终 点相同的载流直导线所 受的磁场力相同 . 例 2 求 如图不规则的平 面载流导线在均匀磁场中所受 的力，已知 和 . B ? I ? l I ? d BIdy ? BIdx ? 7 x y O 2 I 1 I d R 例 3 半径为 载有电流 的导体圆环与电流为 的长直导线 放在同一平面内（如图）， 直导线与圆心 相距为 d ，且 R d 两者间绝缘 , 求 作用在圆电流上 的磁场力 . 1 I 2 I R 解 ? ? cos π 2 1 0 R d I B ? ? ? ? cos d π 2 d d 2 1 0 2 R d l I I l BI F ? ? ? ? d d R l ? ? ? ? cos d π 2 d 2 1 0 R d R I I F ? ? F ? d y F ? d x F ? d l I ? d 2 . B ? ? d ? 8 ? ? ? ? ? cos d sin π 2 sin d d 2 1 0 R d R I I F F y ? ? ? ? ? ? ? ? cos d cos π 2 cos d d 2 1 0 R d R I I F F x ? ? ? x y F ? d y F ? d x F ? d O 2 I 1 I d ? l I ? d 2 R ? d )