洛侖茲力公式:帶電粒子在勻強磁場中的運動qBmv載流直導線在勻強磁場中所受安培力:sin均勻磁場如圖載流線圈裝入磁場中13.4載流線圈在均勻磁場中受的磁扭力一、磁場對載流線圈的作線圈規格如圖1.線圈所受的合外力?2.線圈所受的合外扭力在同一條直線上大小相等,方向相反,先考慮上下兩線段受力情況:俯瞰圖:1.均勻磁場中,載流線圈所受的合外力2.均勻磁場中,載流線圈所受的合外力扭力推論:非穩定平衡同向穩定平衡1、載流導線在均勻磁場中聯通磁場力的功磁場力的功13.4載流線圈在均勻磁場中受的磁扭力2、載流線圈在磁場中轉動內放一圓形導線框,如圖它在外力作用下轉動dθ求:轉動過程中磁場力做的功扭矩的功均勻磁場B,方向如圖已知:MddAsinmBIBSdAsin是阻轉矩)(減號始于MdSIB磁力的功:一個任意的閉合電壓回路在磁場中改變位置或形狀時,假如保持回路中電流不變,則磁場力或磁扭矩所作的功都可按A=IΔΦ估算注意:恒定磁場不是保守力場,磁力的功不等于磁場能的減少,但是,洛倫茲力是不做功的,磁力所作的功是消耗電源的能量來完成的。
均勻磁場中,任意閉合電壓回路在磁場中改變位置或改變形狀時,磁力或磁扭矩所作的功為:應理解為其它電壓在Idl處所形成的磁場21df21dldfdldfdldf則有:則每條導線所通過的電壓為一個國際單位,稱1安培df2113.5平行載流導線間的互相斥力12一直徑為R=0.1m的半方形閉合線圈,載有電壓I=10A,置于均勻磁場中磁力矩做功,磁場方向與線圈平行,已知B=0.5T,求(1)線圈所受轉矩的大小和方向(2)若線圈受轉矩的作用轉入線圈平面與磁場垂直的位置,則扭力做功多少?磁扭力做功為方向:沿轉軸向下例、如圖所示,長圓形線圈OPQR可繞y軸轉動,周長l=8cm。線圈中的電壓為10A,方向沿OPQRO,磁場為均勻磁場,磁感應硬度B=0.02T,方向平行于Ox。(1)假如使線圈平面和磁感應硬度成θ=30,求此時線圈每邊所受的安培力以及線圈所受的磁扭矩;(2)當線圈由這個位置挪到平衡位置時,求磁場(1)θ=30,求此時線圈每邊所受的安培力以及線圈所受的磁扭矩;OPQROPROPQ線圈所受的磁扭矩的大小:sin8.31090IlBsinBScosBScos60例題:將一通過電壓硬度為I的閉合回路放在均勻磁場中,回路所圍面積的法線方向與磁場方向的傾角為α。
若均勻磁場通過此回路的磁路量為φ,求回路所受磁扭矩的大小?tan解:回路所受的磁扭力為:sin通過回路的磁路量為:cosdSBS[例題]將一均勻分布著電壓的無限大載流平面裝入均勻磁場中,電壓方向與此磁場垂直。已知平面一側的磁感應硬度分別為B流平面單位面積所受磁場力的大小和方向。[例題]空間磁場為載流平面形成的磁場和外加均勻磁場疊加而成故電壓方向如圖示:19例.總阻值為N的均勻密繞平面螺線圈,直徑由R通有電壓I,置于磁感應硬度為B的均勻磁場中,磁場方向與線圈平面平行,如圖所示。試求:(1)平面線圈的磁矩(2)線圈在該位置所遭到的磁扭力(3)線圈在磁扭矩作用下轉入平衡位置過程中,磁扭矩所做的功dr取直徑為r,長度為dr的細圓環線圈,阻值為:dr細圓環線圈的磁矩:dr方向:垂直板面向外總磁矩:方向:垂直板面向外(1)平面線圈的磁矩21(2)線圈在該位置所遭到的磁扭力總磁矩:方向:垂直紙面向外磁扭矩方向:沿燴面垂直磁場向下drdr磁扭矩對直徑為r,長度為dr的細圓環線圈所作的功為:dIdA磁力所作的總功:drINBdA的無限長直導線,置于如圖所示的線圈abcd的軸線上,線圈中的電壓為I。
求作用在線圈上的力。解:線圈上任一線元所受磁場力dFIdlab、dc兩直線圈受力如圖,大小相等、方向相同23例、如圖,在面電壓線密度為j的均勻載流無限大平板附近,有、半徑為R的半方形剛性線圈,其線圈平面與載流大平板垂直。線圈所受磁扭力為,受力為24例、一帶電粒子徑跡在紙面內,如圖所示。它在勻強磁場中運動,并穿過鉛板,損失一部份動能。則由此可以判定出粒帶負電,從帶正電,從帶負電,從帶正電磁力矩做功,從25例、薄圓環內直徑a,外直徑b,可繞與環面垂直的軸O以ω的角速率逆秒針旋轉。現給該圓環均勻帶電+Q,求環心O處的磁感應硬度dr解:將環分成無數同心小環,任選其中一個環,設其直徑為r,環寬dr則環上帶電量:rdrdIrdrdIdBdBdB′dIdI′作直徑為r的閉合圓環為安培支路無窮長載流圓筒內外磁場分布均勻通電直長圓錐體的磁場設電壓I均勻分布在整個橫截面上P380/13.18、13.19、13.22作業: