取一电流元取一电流元 第三节第三节 磁场对电流和运动电荷的作用磁场对电流和运动电荷的作用安培定律安培定律讨论载流的导线，在磁场讨论载流的导线，在磁场 中受力中受力一、安培力（载流导线在磁场中所受的宏观力）一、安培力（载流导线在磁场中所受的宏观力） （安培定律）安培定律）所以载流导线受力所以载流导线受力2 安培定律应用举例解：取图示oxy坐标系，在半圆中取一电流元 ， 方向图示将 分解为例题：均匀磁场中，半圆形导线通有电流，其半径为，磁场与导线平面垂直，求半圆形导线的磁场力由于半圆对称于y轴，而推断：一个任意弯曲的平面推断：一个任意弯曲的平面载流导线在均匀磁场中（载流导线在均匀磁场中（ 垂直于该平面）所受到的磁垂直于该平面）所受到的磁力，等效于弯曲导线起点到力，等效于弯曲导线起点到终点的直导线在磁场中所受终点的直导线在磁场中所受的力。的力。解：电流在导线处的磁场方向图示例题4：计算两平行长直导线间相互作用力，设两导线相距为，分别载流 和，如图，求导线单位长度所受的磁力所以作用在电流元的安培力 则载流导线上单位长度所作用的磁力方向方向图示图示同样可得载流，导线上单位长度所作用的磁力方向方向图示图示（1）不难判断，当两电流同方向时，磁力互相吸引，当两电流反方向时，磁力互相排斥。讨论： （2）电流单位安培的定义：在真空中，相距m的两条平行长直导线通以相同的电流，如果每米长度导线上所受的磁场力为 ，那么导线中的电流为安培。1. 洛伦兹力洛伦兹力实验实验和理论证明，在磁感强度为和理论证明，在磁感强度为 B 的磁场中，电荷为的磁场中，电荷为 q、运动速度为运动速度为 v 的带电粒子，所受的磁场力为：的带电粒子，所受的磁场力为：洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向为：服从右手螺旋法则为：服从右手螺旋法则洛伦兹力洛伦兹力始终与运动方向垂直，故始终与运动方向垂直，故洛伦兹力对运动电洛伦兹力对运动电荷永不做功荷永不做功！洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小为：为：洛伦兹力洛伦兹力二二 带电粒子在磁场中的运动带电粒子在磁场中的运动补充补充 磁介质磁介质一 磁介质的分类（1）顺磁质各向同性的均匀磁介质 磁介质的相对磁导率 磁介质的磁导率（2）抗磁质（3）铁磁质 且 不为常量，(铁、鈷、镍铁、鈷、镍)二 磁介质产生磁性的根源无外磁场无外磁场顺顺 磁磁 质质 的的 磁磁 化化有外磁场有外磁场无外磁场时无外磁场时顺顺磁质磁质分子磁场取向无规分子磁场取向无规加上外磁场后固有磁矩趋于磁场有序排列加上外磁场后固有磁矩趋于磁场有序排列 无外磁场无外磁场抗抗 磁磁 质质 的的 磁磁 化化有外磁场有外磁场无外磁场时抗磁质无外磁场时抗磁质分子磁场合成为零分子磁场合成为零 加上外磁场后产生附加磁场加上外磁场后产生附加磁场 （1）磁畴）磁畴自发磁化小区自发磁化小区磁畴中各电子自旋磁矩排列整齐，具有很强磁性。无外磁场时磁畴排无序，对外不显磁性（图示）铁磁质（2）铁磁质的磁化当外磁场增强，直至磁畴沿着外磁场方向排列，磁化达到饱和。外磁场作用下，各个磁畴的磁矩趋向外磁场方向排列产生很大的附加磁场所以 ， 很大。（图示） 由于铁磁质中存在掺杂等原因，各磁畴间存在某种摩擦，在外磁场撤去后， 磁畴不会回到原来混乱排列状态，铁磁质就有剩磁现象。（居里温度），磁畴瓦解d材料材料纯铁纯铁热轧硅钢热轧硅钢冷轧硅钢冷轧硅钢居里点居里点（）770770690690700700例例 无限长载流直螺线管内的磁场（无限长载流直螺线管内的磁场（ ,n，I）又如无限长载流直导线外充满磁介质时又如无限长载流直导线外充满磁介质时作业作业zz思考题：大学物理6-2,6-3,6-5zz练习题：大学物理6-1，6-2,6-3,6-4，6-5zz作业： 大学物理学习指导第148页，三、五、六(合力矩不求)