大学物理 课件 第六章+第四讲.pptx

授课教师XXX

第六章稳恒磁场

第一节恒定电流磁感应强度第二节毕奥-萨伐尔定律第三节磁通量磁场的高斯定理第六章稳恒磁场第四节安培环路定理第五节带电粒子在磁场中的运动第六节磁场对载流导线的作用第七节磁场中的磁介质

6.6磁场对载流导线的作用了解磁场对载流导线的作用本质；了解磁场对载流线圈的作用的力矩。学习要求

情境与问题直流电动机的应用：交通工具：电动汽车、电动自行车工业自动化：传送带、机械臂家用电器：洗衣机、风扇可再生能源：风力发电机太阳能发电机直流电动机的工作原理是什么？

电流元在磁场中所受的作用力.S安培力洛伦兹力一、安培力

安培力有限长载流导线所受的安培力例1长为l，通有电流为I的长直导线，处在磁场中，如图示,求导线受力.解：方向：如图一、安培力

解由图可见，线圈的底边上受到安培力，方向向上，大小为作用在两侧直边上的力则大小相等，方向相反，它们相互抵消。当天平恢复平衡时，这个向上的安培力恰与调整砝码的重量相等，由此可得例2测定磁感应强度常用的实验装置－磁秤如图所示,它的一臂下面挂有一矩形线圈，宽为b，长为l，共有N匝，线圈的下端放在待测的均匀磁场中，其平面与磁感应强度垂直，当线圈中通有电流I时，线圈受到一向上的作用力，使天平失去平衡，调节砝码m使两臂达到平衡。用上述数据求待测磁场的磁感应强度。BI一、安培力

例3如图一通有电流的闭合回路放在磁感应强度为的均匀磁场中，回路平面与磁感强度垂直.回路由直导线AB和半径为的圆弧导线BCA组成，电流为顺时针方向,求磁场作用于闭合导线的力.ABCo解：1.AB直线段受力方向：向下2.ABC弧段受力对称性分析ABCo一、安培力

知识拓展：ABCo由于故PL求任意形状导线的所受的力：方向：向上.大小：结论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直导线所受的磁场力相同.一、安培力

如图均匀磁场中有一矩形载流线圈MNOPMNOPIM,NO,P二、磁场作用于载流线圈的磁力矩

线圈有N匝时M,NO,PMNOPI二、磁场作用于载流线圈的磁力矩

IB.....................IB××××××××××××××××××××××××BI稳定平衡不稳定平衡讨论（1）与同向（2）方向相反（3）方向垂直力矩最大二、磁场作用于载流线圈的磁力矩

结论:均匀磁场中，任意形状刚性闭合平面通电线圈所受的力和力矩为与成右螺旋0pqq==稳定平衡非稳定平衡磁矩二、磁场作用于载流线圈的磁力矩

例4如图半径为0.20m，电流为20A，可绕轴旋转的圆形载流线圈放在均匀磁场中，磁感应强度的大小为0.08T，方向沿x轴正向.问线圈受力情况怎样？线圈所受的磁力矩又为多少？IRQJKPo二、磁场作用于载流线圈的磁力矩解：

知识拓展安培力的理解与应用1.电动机2.磁悬浮技术

知识拓展安培力的理解与应用3.磁力传感器

科技与物理直流同步电机应用1.直流同步电机是一种将电能直接转换成直线运动的机械能的传动装置。它也被称为线性电机、线性马达、直线马达或推杆马达。2.自动化生产线：物料搬运、组装、包装。

科技与物理直流同步电机应用3.数控机床4.CT扫描仪、磁共振成像设备

科技与物理直流同步电机应用5.在航天器和卫星上，直线电机被用于控制太阳能面板的定位和调整角度

6.7磁场中的磁介质了解磁场中的磁介质及其磁化机理；了解磁介质中的安培环路定理和磁场强度的概念。学习要求

情境与问题磁介质在许多领域都有广泛的应用：磁记录媒体电感元件变压器磁存储器件医学成像普通缠绕的通电导线，只具有较小的磁性，而在铁钉外密绕上通电导线，则能吸引多枚回形针，铁钉能增强磁性的原理是什么？

介质磁化后的附加磁感强度真空中的磁感强度磁介质中的总磁感强度铁磁质（铁、钴、镍等）顺磁质抗磁质（铝、氧、锰等）（铜、铋、氢等）弱磁质一、磁介质

分子圆电流和磁矩顺磁质的磁化有外磁场顺磁质内磁场无外磁场一、磁介质2顺磁质和抗磁质的