洛侖茲力公式:帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)qBmv載流直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受安培力:sin均勻磁場(chǎng)如圖載流線圈裝入磁場(chǎng)中13.4載流線圈在均勻磁場(chǎng)中受的磁扭力一、磁場(chǎng)對(duì)載流線圈的作線圈規(guī)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(chǎng)中,載流線圈所受的合外力2.均勻磁場(chǎng)中,載流線圈所受的合外力扭力推論:非穩(wěn)定平衡同向穩(wěn)定平衡1、載流導(dǎo)線在均勻磁場(chǎng)中聯(lián)通磁場(chǎng)力的功磁場(chǎng)力的功13.4載流線圈在均勻磁場(chǎng)中受的磁扭力2、載流線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)放一圓形導(dǎo)線框,如圖它在外力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)dθ求:轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中磁場(chǎng)力做的功扭矩的功均勻磁場(chǎng)B,方向如圖已知:MddAsinmBIBSdAsin是阻轉(zhuǎn)矩)(減號(hào)始于MdSIB磁力的功:一個(gè)任意的閉合電壓回路在磁場(chǎng)中改變位置或形狀時(shí),假如保持回路中電流不變,則磁場(chǎng)力或磁扭矩所作的功都可按A=IΔΦ估算注意:恒定磁場(chǎng)不是保守力場(chǎng),磁力的功不等于磁場(chǎng)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(lái)完成的。
均勻磁場(chǎng)中,任意閉合電壓回路在磁場(chǎng)中改變位置或改變形狀時(shí),磁力或磁扭矩所作的功為:應(yīng)理解為其它電壓在Idl處所形成的磁場(chǎng)21df21dldfdldfdldf則有:則每條導(dǎo)線所通過(guò)的電壓為一個(gè)國(guó)際單位,稱1安培df2113.5平行載流導(dǎo)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(chǎng)中磁力矩做功,磁場(chǎng)方向與線圈平行,已知B=0.5T,求(1)線圈所受轉(zhuǎn)矩的大小和方向(2)若線圈受轉(zhuǎn)矩的作用轉(zhuǎn)入線圈平面與磁場(chǎng)垂直的位置,則扭力做功多少?磁扭力做功為方向:沿轉(zhuǎn)軸向下例、如圖所示,長(zhǎng)圓形線圈OPQR可繞y軸轉(zhuǎn)動(dòng),周長(zhǎng)l=8cm。線圈中的電壓為10A,方向沿OPQRO,磁場(chǎng)為均勻磁場(chǎng),磁感應(yīng)硬度B=0.02T,方向平行于Ox。(1)假如使線圈平面和磁感應(yīng)硬度成θ=30,求此時(shí)線圈每邊所受的安培力以及線圈所受的磁扭矩;(2)當(dāng)線圈由這個(gè)位置挪到平衡位置時(shí),求磁場(chǎng)(1)θ=30,求此時(shí)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(guò)電壓硬度為I的閉合回路放在均勻磁場(chǎng)中,回路所圍面積的法線方向與磁場(chǎng)方向的傾角為α。
若均勻磁場(chǎng)通過(guò)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(guò)回路的磁路量為:cosdSBS[例題]將一均勻分布著電壓的無(wú)限大載流平面裝入均勻磁場(chǎng)中,電壓方向與此磁場(chǎng)垂直。已知平面一側(cè)的磁感應(yīng)硬度分別為B流平面單位面積所受磁場(chǎng)力的大小和方向。[例題]空間磁場(chǎng)為載流平面形成的磁場(chǎng)和外加均勻磁場(chǎng)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(yīng)硬度為B的均勻磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)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(zhuǎn)入平衡位置過(guò)程中,磁扭矩所做的功dr取直徑為r,長(zhǎng)度為dr的細(xì)圓環(huán)線圈,阻值為:dr細(xì)圓環(huán)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(chǎng)向下drdr磁扭矩對(duì)直徑為r,長(zhǎng)度為dr的細(xì)圓環(huán)線圈所作的功為:dIdA磁力所作的總功:drINBdA的無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)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(chǎng)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(wú)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(nèi),如圖所示。它在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),并穿過(guò)鉛板,損失一部份動(dòng)能。則由此可以判定出粒帶負(fù)電,從帶正電,從帶負(fù)電,從帶正電磁力矩做功,從25例、薄圓環(huán)內(nèi)直徑a,外直徑b,可繞與環(huán)面垂直的軸O以ω的角速率逆秒針旋轉(zhuǎn)。現(xiàn)給該圓環(huán)均勻帶電+Q,求環(huán)心O處的磁感應(yīng)硬度dr解:將環(huán)分成無(wú)數(shù)同心小環(huán),任選其中一個(gè)環(huán),設(shè)其直徑為r,環(huán)寬dr則環(huán)上帶電量:rdrdIrdrdIdBdBdB′dIdI′作直徑為r的閉合圓環(huán)為安培支路無(wú)窮長(zhǎng)載流圓筒內(nèi)外磁場(chǎng)分布均勻通電直長(zhǎng)圓錐體的磁場(chǎng)設(shè)電壓I均勻分布在整個(gè)橫截面上P380/13.18、13.19、13.22作業(yè):