15.5磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線的作用一、安培力實(shí)驗(yàn)證明：電流元在磁場(chǎng)中受到的作用力寫成矢量式：─與的右旋方向的方向?yàn)橐欢屋d流導(dǎo)線受到的安培力圖示為相互垂直的兩個(gè)電流元它們之間的相互作用力如何電流元所受作用力電流元所受作用力近距作用─場(chǎng)交換！討論均勻磁場(chǎng)中載流直導(dǎo)線所受安培力解：普通物理學(xué)教案例題1：受力大小：受力方向積分，得任取電流元作圖分析電流單位“安培”的定義真空中的兩條無限長(zhǎng)平行直導(dǎo)線，各通有相等的穩(wěn)恒電流，當(dāng)導(dǎo)線相距1米，每一導(dǎo)線每米長(zhǎng)度上受力為2×10-7牛頓時(shí)，各導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度為1安培?！才喽傻臄?shù)學(xué)形式解：普通物理學(xué)教案例題3：求：均勻磁場(chǎng)中半圓形載流導(dǎo)線所受的作用力（已知：I、

、R）?！痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢两⒆鴺?biāo)系任取電流元電流元受力大小方向如圖所示由對(duì)稱性投影推論即：方向沿y

軸正向×××××××××××××××××××××①在均勻磁場(chǎng)中任意形狀載流導(dǎo)線受力為和它的封口直載流導(dǎo)線（ab）所受的安培力相同。求載流導(dǎo)線ab在無限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線磁場(chǎng)中的受力（已知：I1、I2、d、L）。解：普通物理學(xué)教案例題4：電流元所受安培力如圖示方向向上在ab上任取電流元求一載流導(dǎo)線框在無限長(zhǎng)直導(dǎo)線磁場(chǎng)中的受力和運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。解：普通物理學(xué)教案例題5：1234方向向左方向向右1324整個(gè)線圈所受的合力：線圈向左做平動(dòng)1234兩個(gè)扁平的互相平行的長(zhǎng)直導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間由一滑塊狀的彈頭連接，強(qiáng)大的電流從一直導(dǎo)軌流經(jīng)彈頭后，再從另一直導(dǎo)軌流回。電流在兩導(dǎo)軌之間產(chǎn)生一近似均勻的垂直于彈頭的強(qiáng)磁場(chǎng)。通電的彈頭在磁場(chǎng)的安培力作用下被加速。

由于超導(dǎo)材料研究上的突破，可望輸送106A的電流，在5m米長(zhǎng)的導(dǎo)軌上，可使彈頭加速到6km/s

的速度。而常規(guī)火炮受結(jié)構(gòu)和材料強(qiáng)度的限制，發(fā)射彈頭的速度一般不超過2km/s。設(shè)彈頭的初速為零，則安培力將彈頭推出導(dǎo)軌所做的功等于彈頭的動(dòng)能?，F(xiàn)在已提出了很多類似這種利用安培力作為驅(qū)動(dòng)力的電磁推進(jìn)裝置的設(shè)計(jì)方案。

用海水代替金屬滑塊作為船舶的電磁推進(jìn)器，目前已在試驗(yàn)之中。這種推進(jìn)器沒有機(jī)械噪音，特別適合作為潛艇的動(dòng)力。電磁推進(jìn)器二、磁場(chǎng)對(duì)載流線圈的作用已知：則各邊受力如圖所示一對(duì)平衡力；一對(duì)力偶，線圈將受磁力矩的作用。磁力矩為①當(dāng)，線圈與

垂直，線圈所受磁力矩最大；②當(dāng)，線圈與

平行，線圈所受磁力矩為零；討論磁電式儀表可以用測(cè)量試驗(yàn)線圈的磁矩在磁場(chǎng)中的力矩的方法定義磁感應(yīng)強(qiáng)度定義：即只反應(yīng)線圈所在處磁場(chǎng)的性質(zhì)。SI制中k=1磁感應(yīng)強(qiáng)度的量值等于具有單位磁矩的試驗(yàn)線圈受到的最大磁力矩。方向?yàn)樵撎幵囼?yàn)線圈在平衡位置時(shí)的正法線方向?qū)嶒?yàn)表明：比值僅與試驗(yàn)線圈的位置有關(guān)，2.載流線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)磁力矩所做的功若線圈中電流I不變一般的I為變量注意統(tǒng)一變量后積分解：普通物理學(xué)教案例題6：一半徑為R的半圓形閉合線圈有N匝，通有電流I，均勻外磁場(chǎng)的方向與線圈平面成300角。求：①線圈的磁矩；②此時(shí)線圈所受力矩。③線圈從該位置轉(zhuǎn)至平衡位置，磁力矩作功是多少？300角①線圈的磁矩：的方向與成60