2022-2023学年高二物理竞赛课件：磁场对载流导体和载流线圈的作用

磁场对载流导体和载流线圈的作用 安培力：载流导线在磁场中受到的磁力 安培定律 方向判断 右手螺旋 载流导线受到的磁力 大小 一、安培力 磁场对载流导体和载流线圈的作用 1、安培定律  电流单位，两无限长平行载流直导线的相互作用力 电流单位“安培”的定义： 放在真空中的两条无限长平行直导线，各通有相等的稳恒电流，当导线相距1米，每一导线每米长度上受力为2×10-7牛顿时，各导线中的电流强度为1安培。 d 导线1、2单位长度上所受的 磁力为： 解： 例、求一无限长直载流导线的磁场对另一直载流 导线ab的作用力。 已知：I1、I2、d、L 方向：如图所示 L d b a l 在电流I2上取电流元 它在I1的磁场中所受磁力的方向如图所示， 其大小为 由于各电流元受力方向一致，故其合力大小为 例、半径为R的圆线圈载有电流I1，另有一无限长直导线载有电流I2,长直导线与圆电流直径重合且相互绝缘,求圆电流I1所受的磁力。 x y o I1 I2 此电流元受磁力的方向沿半径指向圆外, 其大小为  x R y 解:圆电流是在长直导线产生的非均匀磁场中受力 在圆电流上取电流元 , 由对称性可知，圆环受的合力沿x轴的正方向 其大小为： x y o I1 I2  x R y 1、载流线圈的磁矩 对于通电平面载流线圈 磁场对载流线圈的作用 如果线圈为N匝 载流线圈的磁矩 例、 氢原子中电子绕核作圆周运动 求: 轨道中心处 电子的磁矩 已知 解: 又 方向 方向 例 均匀带电刚性细杆AB，电荷的线密度为λ，绕垂直于直线的轴O以ω角速度顺时针方向匀速转动。求（1）细杆的磁矩。 解： （1）带电杆AB运动，产生运流电流 任取一微元dr,其上电量为 该微元的磁矩为： 磁矩的的方向: A B O a b r dr 磁场对载流线圈的作用 方向相反且在同一直线上相消 . 形成力矩 方向: 大小： 方向：右手螺旋 单位: . 讨论： （1） 大小： 方向：右手螺旋 $