第十六章磁场对电流的作用

磁场第十六章磁场对电流的作用§16-1磁场对载流导线的作用一、安培定律电流元在磁感应强度的磁场中受力一段载流导线受的安培力大小：方向：右手螺旋，垂直与组成的平面二、应用例16－1：求两根无限长载流平行直导线间的相互作用。解：以电流为研究对象，取电流元电流在电流元处产生的磁感应强度为：电流元受到的安培力电流单位长度受的安培力同理，电流单位长度受的安培力国际制单位（SI）中电流的单位安培可如此定义：两直导线间距时，且通有相同的电流单位长度（1m）受的安培力大小为解：1）过圆心O取直角坐标系OXY,在圆弧上任取电流元，则电流元处电流的磁感应强度据安培定理得大小为方向如图例16－2：如图所示，载有电流的无限长的直导线，沿半径为R的半圆形电流的直径AB放置，方向如图。试求：1）半圆弧ACB所受安培力的大小和方向。AByxx由于对称性因此方向沿x正向问：补成一个圆受力怎样？取电流元受力分解成可知，方向沿x正向因此，整个圆受的安培力方向沿x正向XYR例16－3：如图所示，在均匀磁场中有一圆弧电流acb，求其所受的安培力。分解为x轴分量

y轴分量方向向上由对称性解（方法一）对于圆弧取一电流元，其受的安培力方向沿圆弧向外（方法二）补充导线ba使成回路acba，由安培力公式得闭合电流在匀强磁场中受的安培力I和B是常量结论：1、闭合电流在匀强磁场中受到安培力的矢量和为零2、圆弧电流acb的安培力相当于直线电流ab所受安培力结论：1、任意形状闭合电流在匀强磁场中受到安培力矢量和为零2、任意形状电流adb受的安培力相当于直线电流ab所受安培力解题思路和方法：1、选定研究对象2、确定磁场方向3、在载流导线上取电流元，分析其受力，根据安培定律确定的大小和方向4、表示出沿各坐标轴的投影式，统一变量，确定积分上下限，积分求出各分量5、最后根据求出，方向按具体情况而定§16-2磁场对载流线圈的作用线圈各边受力为：＋力偶矩：线圈磁矩方向：沿转轴向上讨论：1）最大值，使减少趋势。2）线圈达稳定平衡。3）线圈达非稳定平衡。结论可以推广到任意形状线圈。例16－4：有一半径为R的圆形线圈载有电流I，方向逆时针，在匀强磁场中，求对OO’的力矩？OO’r＋解：取电流元，则受安培力为方法二：§16-3磁力的功一、载流导线在磁场中运动时磁力所做的功ab受力：方向向右导线由ab运动至a’b’二、载流线圈在磁场内转动时磁力所做的功aba’b’FI·F·线圈在磁力矩作用下转过小角度时，磁力矩做功：负号表明使减小是增量三、若电流随时间变化I=I(t),磁场也变化B=B(t)时线圈从转到时§16-4洛仑兹力一、洛仑兹力洛仑兹力是磁场对运动电荷的作用。1、洛仑兹力大小：方向：与q的正负有关注意：洛仑兹力不做功2、带电粒子在磁场中的运动+++++++++++++++R++++++++++

与成角++++++++++++++R易出题目：1）带电正负不同，运动绕向不同2）带电大小不同，运动半径不同3）粒子质量不同，运动半径不同二、由安培力推出洛仑兹力电流元受到的安培力大小设此段导体中均匀分布着N个带电量q的相同电荷，则每个电荷受的洛仑兹力矢量式其中用到§16-5霍尔效应（Halleffect）+++++-----IAB+-1897年Hall在美国哈佛大学作了一实验：实验表明：ab一、实验现象二、理论分析IAB-++++----运动电荷所受洛仑兹力：电场力：二者平衡时：霍尔电场：n为电子数密度三、用途判定