稳恒磁场-4课件

载流导体产生磁场磁场对电流有作用一、安培定理大小：由右手螺旋法则确定任意形状载流导线在外磁场中受到的安培力§11.5磁场对电流的作用例：均匀磁场中放置载流直线1(1)安培定理是矢量表述式(2)若磁场为匀强场在匀强磁场中的闭合电流受力讨论2例1求两平行无限长直导线之间的相互作用力？解电流2处于电流1的磁场中同时，电流1处于电流2的磁场中，电流2

中单位长度上受的安培力电流1中单位长度上受的安培力3(4)分析两根带电长直线沿长度方向运动时，带电线之间的作用力。

两带电线上的电流为

两带电线单位长度上的电荷之间的库仑力在一般情况下，磁场力远小于电场力

安培力5积分范围呢？方向呢？沿y方向解：建立如图坐标系，在x处取dx一段则电流元受力为电流元处的场为方向向里方向：沿y方向判断各元受力方向情况：一致例2长为L的载流导线与无限长载流导线如图放置状态时受到安培力如何？Lxy6例3长为L的载流导线与无限长载流导线如图放置状态时受到安培力如何？L在载流线L上，取dl长一段，则电电流元处的场为方向向里方向：判断各元受力方向情况：一致流元受力为解：建立如图坐标系xy如图将大小直接积分积分变量不统一，所以先统一积分变量7例4求一载流导线框在无限长直导线磁场中的受力和运动趋势解123413方向向左方向向右24

整个线圈所受的合力线圈向左做平动××××x方向向上方向向下9例5求半圆形载流导线在均匀磁场中受力解：建坐标如图oRxy在电流线上取电流元安培力大小为方向：与横坐标夹角为（如图）分量：10oR根据电流分布的对称性知，各对电流元x方向受力相互抵消。方向：y轴正方向xy11思考：××××××××××××××××××××××××××××I载流园环受到的安培力等于多少？如果是半个园环受力等于多少呢？若磁场为匀强场

在匀强磁场中的闭合电流受力13xyOAIL此段载流导线受的磁力。在电流上任取电流元例6在均匀磁场中放置一任意形状的导线，电流强度为I求解相当于载流直导线在匀强磁场中受的力，方向沿y

向。14结论：在均匀磁场中，任意形状一段载流导线受到的力与某一段直导线载相同电流时受到的力相同，该直导线是从弯曲导线起点到终点的连线。15二、磁场对平面载流线圈的作用（方向相反在同一直线上）（线圈无平动）对中心的力矩为1.在均匀磁场中的刚性矩形载流线圈（方向相反不在一条直线上）令+A(B)D(C)17(1)线圈若有N匝线圈(2)稳定平衡非稳定平衡(3)非均匀磁场中的平面电流环线圈有平动和转动++++在均匀磁场中任意形状的平面载流线圈在M的作用下，总是使线圈向着稳定平衡的状态旋转18在均匀磁场中的刚性矩形载流线圈受到的磁力力矩讨论：(1)该结果对于均匀磁场中任何闭合载流线圈均适用。(2)当磁矩方向与磁场方向一致时，磁力矩为零，如果不受其它力矩和力的作用在处于稳定平衡状态；当磁矩方向与磁场方向相反时，磁力矩为零，如果不受其它力矩和力的作用则处于非稳定平衡状态。(3)在磁力矩作用下线圈有向稳态平衡转动的趋势。(4)对比电场对偶极子的力矩公式：(5)如果是N匝线圈则磁力矩为：(6)如果是非均匀磁场则线圈有平动有转动。但是力矩公式不同19I例7如图半园环线圈(半径为R,载流为I)在均匀磁场中。(1)求其磁矩。(2)此时所受力矩。(3)此时所受安培力。(4)从如图位置转过90度过程中，磁力矩所作的功。21一、洛伦兹力公式§11.6带电粒子在磁场中的运动一个电荷受到的磁场力（洛伦兹力）(1)电场和磁场同时存在(2)洛伦兹力对电荷不作功讨论22二、带电粒子在均匀磁场中的运动粒子回转周期情况情况匀速直线运动匀速圆周运动23负电荷3.一般情况

带电粒子作螺旋运动螺距25•磁聚焦原理粒子源A

很小时接收器A’发散角不太大的带电粒子束，经过一个周期后，重新会聚•磁约束原理磁场增强，运动半径减少强磁场可约束带电粒子在一根磁场线附近——横向磁约束在非均匀磁场中，速度方向与磁场不同的带电粒子，也要作螺旋运动，但半径和螺距都将不断发生变化26(2)区分半导体材料类型——霍尔系数的正负与载流子电荷性质有关++++––––++++––––N

型半导