稳恒磁场(讲稿).ppt

例1：一半径为R的半圆形闭合线圈，通有电流I，线圈放在均匀外磁场B中，B的方向与线圈平面平行，如图所示，设线圈有N匝，问： （1）此时线圈所受的磁力矩的大小 　　　是多少？ （2）在此磁力矩的作用下，线圈 转到与磁场B垂直的位置时，磁力 矩所作功是多少？ 例2：一螺线管长为L、半径为R，由绝缘的细导线密绕而成，共有N匝，当导线中通以电流强度为I的电流后，将此螺线管放置于磁感应强度为B的均匀磁场中，求： 　（1）该螺线管的磁矩； （2）该螺线管所受磁力矩的最大值。 例3：如图所示，一半径为R的均匀带电薄圆盘，电荷的面密度为?，若此圆盘绕通过圆盘中心切垂直于盘面的轴以角速度?匀速转动，磁场方向垂直于转轴，证明：磁场作用于该圆盘的磁力矩大小为： M＝???BR4/4 R ? r dr 课堂练习：如图所示，一半径为R的均匀带电圆环，电量为q，绕通过圆环中心且垂直于环面的轴以角速度?匀速旋转，磁场方向与环面平行，磁感应强度的大小为B，求磁场作用于此带电圆环的磁力矩。 ? 例4、一边长为a的正方形线圈载有电流I，处于均匀外磁场B中，B垂直图面向外，线圈可绕通过中心的竖直轴自由旋转，其转动惯量为I，求该线圈在其平衡位置附近作微小摆动的周期。 I 第四讲 带电粒子在磁场中的运动 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 一、洛仑兹力: 运动电荷在磁场中所受的作用力 q f + + 大小： 方向:力的方向垂直于速度方向与磁场方向所在的平面，三者成右手螺旋关系。 罗仑兹力始终垂直于速度，因此它不能改变速度大小，只能改变速度方向。 二、 带电粒子在磁场中的运动 粒子做直线运动 粒子做匀速圆周运动 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × q R 螺距 h ： 运动电荷的磁场 电 流 电荷运动 形成 磁 场 激发 激发 I S 电流 电荷定向运动 电流元 其中 电荷 密度 速率 截面积 载流子总数 运动电荷产生的磁场 矢量式： 运动电荷除激发磁场外，同时还在其周围空间激发电场。 运动电荷的磁场 运动电荷所激发的电场和磁场是紧密联系的。 运动电荷的磁场 第三讲 磁场对载流导线的作用 + + + 一、安培力： I 如图所示，取一电流元 方向判断：右手螺旋 电流元在磁场中受到的磁力 大小 ? B × 取电流元 受力大小 方向 积分 结论 方向 例题、均匀磁场中载流直导线所受安培力 L 例题 如图 求半圆导线所受安培力 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 Z L 推论 在均匀磁场中任意形状闭合载流线圈受合力为零 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 X 例：如图所示，在长直导线旁边有一矩形线圈，导线中通有电流I1，线圈中通有电流I2，求该线圈所受的合力。 I1 I2 d a b 例：在长直导线旁边有一段长为L的导线AB，电流强度以及尺寸如图所示，求导线AB所受的磁场力。 I1 d I2 ? 例：如图所示，在长直导线旁边有一等腰直角三角形线圈，导线中通有电流I1，线圈中通有电流I2，求该线圈各边所受的磁力。 I1 I2 d a a A B C I1 I2 d a a A B C 例：半径为R的平面圆形线圈载有电流I2，另一无限长直导线AB载有电路I1。 （1）若长直导线AB通过圆形线圈的圆心，且与圆形线圈在同一平面内，求圆形线圈所受的磁力。 （2）若AB与圆心相距为d(dR)，仍在同一平面内，求圆形线圈所受的磁力。 I1 I2 d I1 I2 R R I1 I2 R I1 I2 I2 d R 导线1、2单位长度上 所受的磁力为： 二、无限长两平行载流直导线间的相互作用力 a 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。 例：半径为R的无限长半圆柱面形导体，与轴线上的长直导线载有等值反向的电流I1，如图所示，求轴线上电流强度为I2的长直导线单位长度所受的磁力。 I1 I2 R × × × × ? 三、磁场对载流线圈的作用 如果线圈为N匝 讨论 （1） （2） （3） 四、 磁力的功 1.载流导线在磁场中运动时磁力所做的功 . . .