安培定律及應(yīng)用【教學(xué)類別】

1應(yīng)用2dFBIIdl1.推導(dǎo)推導(dǎo):電流元電流元-小圓柱體小圓柱體(長長 dl 、橫截面、橫截面 S)所以所以:電流元電流元每個電荷所受的力每個電荷所受的力:fqvBm電流元所包含的電荷數(shù)電流元所包含的電荷數(shù):mfNFd)()(BvqndlSnv()Nn dl S2應(yīng)用2mfNFd)()(BvqndlSBdlvnSqFd)(BlId考慮到考慮到2.內(nèi)容內(nèi)容:任意電流元所受的安培力任意電流元所受的安培力:BlIdFdInqvS安培定律安培定律dFBIIdl3應(yīng)用2說明說明1.電流元電流元只是一種理想的模型只是一種理想的模型,離開了電流談離開了電流談電流元電流元無意義無意義2.整個電流受力整個電流受力 lBlIdF矢量積分矢量積分dFBIIdl4應(yīng)用2例例1已知已知:均勻磁場均勻磁場,載流導(dǎo)線載流導(dǎo)線 I,長度為長度為 L,放入磁場中放入磁場中,Ia求求:導(dǎo)線所受的磁場力導(dǎo)線所受的磁場力解解:lId整個電流受力整個電流受力3.應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例B任取電流元任取電流元lIdFBlIdFd,Idl Ba sinFBIla5應(yīng)用2此式的適用范圍是此式的適用范圍是：直導(dǎo)線，勻強(qiáng)磁場。直導(dǎo)線，勻強(qiáng)磁場。補(bǔ)充補(bǔ)充:IalIdBF安培力：安培力：sinFBIlaBlIdFddFBIdl6應(yīng)用2已知已知:均勻磁場均勻磁場,ab ab 與與 B B 夾角夾角a=30求求:此段圓弧電流受的磁力。此段圓弧電流受的磁力。例例.2.2半圓形導(dǎo)線半圓形導(dǎo)線,R,IR,IBIlIda a=30=30ab解解:1.任取電流元任取電流元lId2.電流元所受的安培力電流元所受的安培力:BlIdFd3.整個電流受力整個電流受力 lBlIdFBl dIba)()(BabI方向方向F場均勻場均勻7應(yīng)用2類推：任意載流導(dǎo)線在均勻磁場中受力類推：任意載流導(dǎo)線在均勻磁場中受力BabIFBIab設(shè)：任意載流導(dǎo)線，載流設(shè)：任意載流導(dǎo)線，載流強(qiáng)度強(qiáng)度 I,起點起點 a,終點終點 bbaBlIdFbaBl dI)(BabI8應(yīng)用2I已知已知:線圈尺寸如圖線圈尺寸如圖,求求:1.線圈所受的合外力線圈所受的合外力?2.線圈所受的合外力矩線圈所受的合外力矩?均勻磁場如圖均勻磁場如圖,載流線圈放入磁場中載流線圈放入磁場中,B2l1l9應(yīng)用2上下兩導(dǎo)線受力如圖上下兩導(dǎo)線受力如圖,在同一條直線上在同一條直線上且且:它們力矩為零它們力矩為零IB2l1l2F1F大小相等，方向相反大小相等，方向相反2F1F120FF0M 10應(yīng)用2d考慮左右兩線段受力情況考慮左右兩線段受力情況,為方便為方便,畫俯視圖畫俯視圖,如圖如圖IB2l1l2F1FB+1l.FF2FFBIl0FF11應(yīng)用2IB2l1l2F1FMF d21sinBIlldB+1l.FF12應(yīng)用2定義定義:載流線圈載流線圈:MF d21sinBIllsinmBpmpI S n 與電流成右手關(guān)系與電流成右手關(guān)系 nmMpBdB+1l.FF13應(yīng)用2結(jié)論結(jié)論:1.均勻磁場中均勻磁場中,載流線圈所受的合外力載流線圈所受的合外力2.均勻磁場中均勻磁場中,載流線圈所受的合外力力矩載流線圈所受的合外力力矩0FmMpB14應(yīng)用2在在CD上任取一電流元上任取一電流元22dIlaIB102121IaABCD2I22d lI21B+21dF電流元電流元受到的受到的AB的磁場力：的磁場力：222121ddlIBF 2210d2laII15應(yīng)用2aIB10212aIIlF2102212dd載流導(dǎo)線載流導(dǎo)線CD單位長度所受的力單位長度所受的力1IaABCD2I22d lI21B+21dF中，若兩根相距中，若兩根相距 1 1m、通有通有的長直導(dǎo)線的長直導(dǎo)線上單位（上單位（）長度的相互作用力正好于）長度的相互作用力正好于 2 10-7 N，則，則導(dǎo)線中的電流定義為導(dǎo)線中的電流定義為。16應(yīng)用21.載流導(dǎo)線在磁場中移動時載流導(dǎo)線在磁場中移動時IlI.BFx穿過穿過所圍繞所圍繞面積的面積的AFxFBIlBIlxBlx I 17應(yīng)用2+.方向方向方向方向2.載流線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時載流線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時2).M阻礙阻礙 ，M 0注意注意:1).順時針為順時針為 正方向正方向1.載流導(dǎo)線在磁場中移動時載流導(dǎo)線在磁場中移動時AI BmMpBmpISmpsinmMp B.MsinISB18應(yīng)用21.載流導(dǎo)線在磁場中移動時載流導(dǎo)線在磁場中移動時AI+.Bmp.MdAMdsinISBd cosId BSIdAIdsinBpMmsinISB2.載流線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時載流線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時19應(yīng)用2結(jié)論結(jié)論1.載流導(dǎo)線在磁場中移動時載流導(dǎo)線在磁場中移動時,磁場力的功磁場力的功mIA2.載流線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時載流線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時,磁力矩的功磁力矩的功mAI d 20應(yīng)用28.35,8.42,8.43習(xí)題習(xí)題21應(yīng)用2