§11-6载流导线在磁场中的受力~安培力 导线中的电流:由大量自由电子的定向运动形成的。 带电粒子运动在磁场中会受到力的作用~洛伦兹力 安培力的来源: 在洛伦兹力的作用下,导体中定向运动的自由电子 和金属导体中晶格上的正离子不断碰撞,将动量传给 导体,使整个导体在磁场中受到磁力作用。 安培力( Ampere's force) 设: 电流元内自由电子定 向漂移速度; 方向:v1-lal B
§11-6 载流导线在磁场中的受力～安培力 导线中的电流：由大量自由电子的定向运动形成的。 带电粒子运动在磁场中会受到力的作用～洛伦兹力 安培力的来源： 在洛伦兹力的作用下，导体中定向运动的自由电子 和金属导体中晶格上的正离子不断碰撞，将动量传给 导体，使整个导体在磁场中受到磁力作用。 一、安培力(Ampere’s force) 设： ～电流元内自由电子定 向漂移速度； d v 方向： // d v Idl − - - - - - - I B d v Idl
(l,B)夹角为: 0=丌-0 (4,B)夹角为:O 由洛仑兹力公式,一个电子 在磁场中受力: B f=-en×B 大小:f=- ev,Bsin e方向:⑧ 电流元ld的截面积为S,单位体积中有n个自由电子 电流元中的自由电子数:2 磁场作用在电流元上的力为: dF=(nSa)….f=(nS)(ew×B)
由洛仑兹力公式，一个电子 在磁场中受力： d f ev B = − ( ) ( )( ) dF nSdl f nSdl ev B = = − d 电流元 Idl 的截面积为S，单位体积中有n个自由电子。 - - - I B d v Idl ( , ) Idl B 夹角为： ( , ) v B d 夹角为： = − 大小： f ev B = − d sin 方向：× 磁场作用在电流元上的力为： nSdl 电流元 中的自由电子数： Idl
l=nev, s dF=(nS)(ev4×B) ll×B 磁场对电流元的作用规律: B F=a×B~安培定律 F 安培定律:一个电流元在磁场中 B 所受磁场力为电流元Id与磁感1aXy 应强度B的矢量积 段有限载流导线在磁F=×B 场中受力为:
( )( ) d dF nSdl ev B Idl B = − = d I nev S = l F Idl B = 磁场对电流元的作用规律： - - - I B d v Idl dF Idl B = ～安培定律 B I Idl 一段有限载流导线在磁 场中受力为： 安培定律：一个电流元在磁场中 所受磁场力为电流元 与磁感 应强度 的矢量积。 Idl B dF
注意:①载流直导线在均匀磁场中受力: p F=I IBsin dl=IBLSin g B方向由dF=l×B决定 ②一般而言,各电流元受安培力大小与方向都不 样,则求安培力时应将其分解为坐标分量后,再求 和。 dF F=l dF F= dF F=Fi+Fj+Fk
注意：①载流直导线在均匀磁场中受力： sin sin L F IB dl IBL = = 方向由 dF Idl B = 决定。 x x L F dF = y y L F dF = z z L F dF = ②一般而言，各电流元受安培力大小与方向都不一 样，则求安培力时应将其分解为坐标分量后，再求 和。 L I B F F i F j F k = + + x y z
例1:均匀磁场中弯曲导线所受磁场力 ~与P163例1、2类似 解:在导线上取电流元ldl 其所受安培力 dF=Idl×B L F=∫dF=∫AxB dl=L =(d)×B F=×BF= BlL Sin方向:② 均匀磁场中,弯曲载流导线所受磁场力与从起点到 终点间载有同样电流的直导线所受的磁场力相同
a b I I l B d 例1： 均匀磁场中弯曲导线所受磁场力 ～与P163例1、2类似 其所受安培力 F I l B d = d 在导线上取电流元 I l d d d ( d ) F F I l B I l B = = = L l L = d F IL B = sin F BIL = 均匀磁场中，弯曲载流导线所受磁场力与从起点到 终点间载有同样电流的直导线所受的磁场力相同。 解： 方向：