1、,磁场对载流导线与线圈的作用,电磁学第四章第四讲,1、洛仑兹力公式,2、运动带电粒子在均匀磁场中的运动,v,B,q,R,q,m,3、霍尔效应,1、电流元在外磁场中受到的安培力,安培力与洛仑兹力的关系:,洛仑兹力是安培力的微观本质；,安培力是洛化兹力的集体宏观表现！,2、任意形状载流导线在外磁场中受到的安培力,例1：求下图载流导线在均匀磁场 B 中所受安培力。,解：,例2：无限长直载流导线 I1 旁放置载流直导线 I2，求 I2 受到的安培力。,L,a,x,结果：,例3：求下图半圆电流在均匀磁场 B 中所受安培力。,结果：,例4: 在均匀磁场中放置一半径为R的半圆形导线，电流强度为I，导线两端连
2、线与磁感强度方向夹角=30,求此段圆弧电流受的磁力。,场均匀,方向,恒定,均匀磁场中任意载流导线所受的磁场力 相同电流的直导线,均匀磁场中任意载流平面线圈所受的磁场力=0,所受的磁场力,推广：,课堂练习1：,如图，在磁感应强度为 的均匀磁场中，有一圆形载流导线，a、b、c 是其上三个长度相等的电流元，则它们所受安培力大小关系为：,I1,I2,载流导线AB单位长度所受的力:,3、平行载流导线间的相互作用力,平行反向载流导线之间的力会怎样(方向、大小)?,电流单位“安培”定义如下:,真空中当两无限长圆形,截面平行载流导线相距1m，,通以相同电流，单位长度的相互作用力为2107 N 时,导线内电流为
3、1安培.,验证如下：当 I1 =I2 =1A,侧视图,n,a,b,c,d,B,I,a,q,I,I,I,俯视图,c,d,B,a,q,a,q,n,d,载流线圈的法向,载流线圈受磁力矩,其中：,(1)适用于在均匀磁场中,任何形状的载流线圈。,(2)对匝线圈：,(3)合力：,课堂练习2：,长直电流 I2 与圆形电流 I1 共面，并与其一直径相重合（但两者间绝缘），设长直电流不动，则圆形电流将(A) 绕 I2 旋转； (B) 向左运动；(C) 向右运动； (D) 向上运动；(E) 不动.,1、载流导线在均匀磁场中运动时磁力所作的功,载流导线AB在均匀磁场所受的磁力：,F = BI l,初、末位置磁通量的
4、改变量:,W=Fs,I,AB在磁力作用下移动到AB：,结论：,载流导线在均匀磁场中移动过程中，磁力作的功,dW = -Md,2、载流线圈在磁场中转动时磁力所作的功,M= BIS sin,载流线圈在磁场中受到的磁力矩：,设载流线圈在磁力矩作用下偏转,一个微小的角度d ：,结论：,载流线圈在均匀磁场中移动过程中，磁力作的功,1、直流电动机,1、直流电动机,【说明】因安培力的力矩跟电流成正比，而螺旋形弹簧的扭矩与指针转过的角度成正比，所以磁电式电表的表盘刻度是均匀的。,2、磁电式电表,3、电磁轨道炮, 10 6 g,常规火炮弹头的速度2km/s。,弹块速度可达10km/s.,电磁轨道跑：弹丸初速度大，无声响，无烟尘，易操作，生存力强，可望用于反卫星，反导弹，反装甲与战术防空。,4、磁流体船,没有机械转动部分造成的能量损耗。可提高效率。,优点：,m,运动电荷,载流导线,载流线圈,磁力作功-磁势能,W = I,作业,4.10; 4.11; 4.17; 4.18,Class over,
