會(huì)員中心
會(huì)員注冊(cè)
方向水平向右。規(guī)定矩形平面線(xiàn)圈的單位法線(xiàn)矢量
的方向與線(xiàn)圈中的電流方向構(gòu)成右手螺旋關(guān)系。設(shè)初始時(shí)線(xiàn)圈的法線(xiàn)方向
與外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度之間的夾角為
，線(xiàn)圈
可繞中心軸
自由轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)圈兩對(duì)邊的邊長(zhǎng)為
和
。根據(jù)安培定律，矩形線(xiàn)圈的
邊所受安培力的大小為
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的方向垂直向外。同樣可得
邊所受安培力的大小為
由于
邊中的電流方向與
邊相反，所以
的方向與
相反。矩形線(xiàn)圈
邊所受的安培力的大小相等，方向相反，在同一直線(xiàn)上，因此這兩個(gè)力互相抵消，不影響整個(gè)線(xiàn)圈的狀態(tài)。而作用在
兩邊上的力
和
雖然大小相等，方向相反，但不在同一直線(xiàn)上，這兩個(gè)力不能抵消，它們對(duì)
軸產(chǎn)生力矩
，使線(xiàn)圈繞
軸轉(zhuǎn)動(dòng)。這個(gè)力矩的大小為
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式中
為線(xiàn)圈平面的面積。令
，則
這個(gè)力矩可以用矢量式表示。已知線(xiàn)圈平面的單位法線(xiàn)矢量
與
的夾角為，即有
所以
或
力矩
的方向沿
軸向上。上式中的
整體作為一個(gè)矢量，在討論磁場(chǎng)對(duì)線(xiàn)圈的作用或平面線(xiàn)圈對(duì)外產(chǎn)生磁場(chǎng)時(shí)，反映線(xiàn)圈本身的磁學(xué)性質(zhì)，我們將它定義為線(xiàn)圈回路的磁矩，用
表示，即
力矩的矢量式可以寫(xiě)成
上式雖然是從單匝的載流矩形線(xiàn)圈導(dǎo)出的，但這個(gè)結(jié)論對(duì)任意形狀的單匝載流線(xiàn)圈都適用。當(dāng)線(xiàn)圈匝數(shù)為
匝時(shí)，線(xiàn)圈回路的磁矩為
但力矩的公式不變。總之，載流線(xiàn)圈在均勻磁場(chǎng)中所受的力矩，總是使線(xiàn)圈回路的磁矩
轉(zhuǎn)向外磁場(chǎng)
的方向。直流電動(dòng)機(jī)和電流計(jì)都是根據(jù)載流線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中受力矩作用而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的原理制成的。
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