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1、第七章第七章 恒定磁场恒定磁场7-8 7-8 载流导线在磁场中所受的力载流导线在磁场中所受的力物理学物理学第五版第五版一一 安培力安培力S洛伦兹力洛伦兹力 安培力安培力1第七章第七章 恒定磁场恒定磁场7-8 7-8 载流导线在磁场中所受的力载流导线在磁场中所受的力物理学物理学第五版第五版 有限长载流导线所受的安培力有限长载流导线所受的安培力2第七章第七章 恒定磁场恒定磁场7-8 7-8 载流导线在磁场中所受的力载流导线在磁场中所受的力物理学物理学第五版第五版 例例 1 如图一通有电流如图一通有电流 的闭合回路的闭合回路放在磁感应强度为放在磁感应强度为 的均匀磁场中，回路的均匀磁场中，回路平面与
2、磁感强度平面与磁感强度 垂直垂直.回路由回路由直导线直导线 AB 和半径为和半径为 的圆弧导线的圆弧导线 BCA 组成组成，电流为顺时针方向，电流为顺时针方向，求磁场作用于闭合求磁场作用于闭合导线的力导线的力.ABCor3第七章第七章 恒定磁场恒定磁场7-8 7-8 载流导线在磁场中所受的力载流导线在磁场中所受的力物理学物理学第五版第五版根据对称性分析根据对称性分析解解ABCor4第七章第七章 恒定磁场恒定磁场7-8 7-8 载流导线在磁场中所受的力载流导线在磁场中所受的力物理学物理学第五版第五版由于由于因因故故ABCor5第七章第七章 恒定磁场恒定磁场7-8 7-8 载流导线在磁场中所受的力
3、载流导线在磁场中所受的力物理学物理学第五版第五版解解 取一段电流元取一段电流元 例例 2 求如图不求如图不规则的平面载流导线规则的平面载流导线在均匀磁场中所受的在均匀磁场中所受的力，已知力，已知 和和 .PL6第七章第七章 恒定磁场恒定磁场7-8 7-8 载流导线在磁场中所受的力载流导线在磁场中所受的力物理学物理学第五版第五版 结论结论 任意平面载流导线在均匀磁场任意平面载流导线在均匀磁场中所受的力，与其始点和终点相同的载流中所受的力，与其始点和终点相同的载流直导线所受的磁场力相同直导线所受的磁场力相同.PL7第七章第七章 恒定磁场恒定磁场7-8 7-8 载流导线在磁场中所受的力载流导线在磁场
4、中所受的力物理学物理学第五版第五版 例例 3 半径为半径为 载有电流载有电流 的导体圆的导体圆环与电流为环与电流为 的长直导线的长直导线 放在同一平放在同一平面内（如图），直导面内（如图），直导线与圆心相距为线与圆心相距为 d，且且 R d 两者间绝缘两者间绝缘，求求 作用在圆电流上的作用在圆电流上的磁场力磁场力.OdR8第七章第七章 恒定磁场恒定磁场7-8 7-8 载流导线在磁场中所受的力载流导线在磁场中所受的力物理学物理学第五版第五版解解OdR.9第七章第七章 恒定磁场恒定磁场7-8 7-8 载流导线在磁场中所受的力载流导线在磁场中所受的力物理学物理学第五版第五版OdR.10第七章第七章
5、恒定磁场恒定磁场7-8 7-8 载流导线在磁场中所受的力载流导线在磁场中所受的力物理学物理学第五版第五版OdR.11第七章第七章 恒定磁场恒定磁场7-8 7-8 载流导线在磁场中所受的力载流导线在磁场中所受的力物理学物理学第五版第五版二二 磁场作用于载流线圈的磁力矩磁场作用于载流线圈的磁力矩如图如图 均匀均匀磁场中有磁场中有一矩形载流线圈一矩形载流线圈MNOPMNOPI12第七章第七章 恒定磁场恒定磁场7-8 7-8 载流导线在磁场中所受的力载流导线在磁场中所受的力物理学物理学第五版第五版线圈有线圈有N匝时匝时 M,N O,PMNOPI13第七章第七章 恒定磁场恒定磁场7-8 7-8 载流导线
6、在磁场中所受的力载流导线在磁场中所受的力物理学物理学第五版第五版IB.IB BI稳定平衡稳定平衡不不稳定平衡稳定平衡讨讨 论论（1）与与 同向同向（2）方向相反方向相反（3）方向垂直方向垂直力矩最大力矩最大14第七章第七章 恒定磁场恒定磁场7-8 7-8 载流导线在磁场中所受的力载流导线在磁场中所受的力物理学物理学第五版第五版 结论结论:均匀均匀磁场中，任意形状磁场中，任意形状刚刚性闭性闭合合平面平面通电线圈所受的力和力矩为通电线圈所受的力和力矩为0pqq=稳定稳定平衡平衡非稳定非稳定平衡平衡与与 成成右右螺旋螺旋 磁矩磁矩15第七章第七章 恒定磁场恒定磁场7-8 7-8 载流导线在磁场中所受
7、的力载流导线在磁场中所受的力物理学物理学第五版第五版 例例4 如图半径为如图半径为0.20 m，电流为电流为20 A，可绕轴旋转的圆形载流线圈放在均匀磁场可绕轴旋转的圆形载流线圈放在均匀磁场中中，磁感应强度，磁感应强度的大小为的大小为0.08 T，方向方向沿沿 x 轴正向轴正向.问问线圈受力情况怎样？线圈受力情况怎样？线圈所受的磁力矩又线圈所受的磁力矩又为多少？为多少？IRQJKPo16第七章第七章 恒定磁场恒定磁场7-8 7-8 载流导线在磁场中所受的力载流导线在磁场中所受的力物理学物理学第五版第五版解解 （方法一）（方法一）把线圈分为把线圈分为JQP和和PKJ两部分两部分 IRQJKPO以
8、以 为轴，为轴，所受磁力矩大小所受磁力矩大小17第七章第七章 恒定磁场恒定磁场7-8 7-8 载流导线在磁场中所受的力载流导线在磁场中所受的力物理学物理学第五版第五版IRQJKPO18第七章第七章 恒定磁场恒定磁场7-8 7-8 载流导线在磁场中所受的力载流导线在磁场中所受的力物理学物理学第五版第五版IRQJKPO（方法二）（方法二）19第七章第七章 恒定磁场恒定磁场物理学物理学第五版第五版本章目录本章目录7 7-4 4 毕毕 奥奥-萨萨伐伐尔尔定定律律7 7-5 5 磁磁通通量量 磁磁场场的的高高斯斯定定理理选择进入下一节：选择进入下一节：7 7-6 6 安安培培环环路路定定理理7 7-7 7 带带电电粒粒子子在在电电场场和和磁磁场场中中的的运运动动7 7-8 8 载载流流导导线线在在磁磁场场中中所所受受的的力力7 7-9 9 磁磁场场中中的的磁磁介介质质20