高中物理知识全解 2.5 磁场中的力与运动注意：左手生力，右手生电生磁。
一：安培力（磁场对充电导线的作用）①大小F (1)BILsin B I sin L B Lsin θθθθ==⎧⎪⎨⎪⎩安一般情况：与垂直即大小：为与的夹角，故为通电导线垂直于磁场方向的有效长度。
②方向方向：安培左手定则注意：安培力的大小和方向由多方因素所决定。
【特别是磁场B 的变化对安培力大小的影响极易忽略】1、安培力的大小与磁场B 的大小、电流I 的大小、导线的长度L 及L 与B 的夹角θ均有关。
2、安培力的方向与磁场B 的方向及电流I 的方向均有关；而电流的方向还与正、负电荷定向移动的方向有关。
【例题】如下图所示，金属棒ab 置于水平放置的金属导体框架cdef 上，棒ab 与框架接触良好．从某一时刻开始，给这个空间施加一个斜向上的匀强磁场，并且磁场均匀增加，ab 棒仍静止，在磁场均匀增加的过程中，关于ab 棒受到的摩擦力，下列说法正确的是( )A ．摩擦力大小不变，方向向右B ．摩擦力变大，方向向右C ．摩擦力变大，方向向左D ．摩擦力变小，方向向左【例题】电磁轨道炮工作原理如下图所示。
待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。
电流I 从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。
轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面得磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I 成正比。
通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。
现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是（ ）A.只将轨道长度L 变为原来的2倍B.只将电流I 增加至原来的2倍C.只将弹体质量减至原来的一半D.将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L 变为原来的2倍，其它量不变解析：出射速度增加到原来的2倍，则加速度要增加到原来的4倍，设B kI =，则： 2BIL kI L a m m ==，故BD 正确。
【例题】如右图所示，两光滑的导轨（假设导轨无限长）水平放置，其间有一竖直向下的匀强磁场，在两导轨间垂直于导轨水平放置两根导体棒A和B，开始时A和B都静止，现给A施加一个水平向右的力使其向右运动，试分析此后A和B受到的安培力方向？解：由楞次定律可知闭合回路产生逆时针的电流，由左手定则可知导体棒A受到的安培力水平向左，导体棒B受到的安培力水平向右。
第6章磁力的计算由理论力学可知，体系在某一方向的力和力矩等于在该方向的能量梯度，可表达为:式中，W 一为体系的能量，％—在i 方向的坐标，F —i 方向的力，作用在3方向的力 矩，。
一旋转角。
1. 吸引力的计算 1) 气隙能量有解的表达式：由上式得吸引力:B ；AA式中，F —吸引力(N),诳一气隙磁密气一板面积即"真空磁导率(4/rxlO-7%)2) 如果气隙较大，乩不均匀，能量表达式由(3)得引力应为：8式中，F —吸引力心),B 「G, A^-cm为了计算方便，将上式化为:式中，F —kgf, Bg —G , — cmdV 为气隙体积元，积分在全部气隙中进行，如果〃，工1时，〃u 应改为3,0，此式由计算dW F dw ——,T =—— F = ----- ,T = ---叫 8Q机求出W,再由—求出F/3） 也可不先求W,直接按下式求出磁吸引力户：户=jj 万石（6-7）F ——作用于磁体上的磁吸引力；5一一包国该物体的任意表而： P ——作用于该表面上的应力； P 的表达式为：p = l^（n-B ）B- — B 2h（6-8）Ao 尸 2〃。
n ——沿积分表而s 法线方向的单位矢量： B ——磁感应强度矢量4） 下而介绍AC 。
、与铁氧体之间的磁吸引力。
试验证明，在永磁体直径D 等于高度时，吸引力最大。
故假定L in ^D = l,此时, 气隙磁密可用下列公式（注：此法由磁核积分法导出）。
ft在磁力试验中发现永磁体的H H C 也起作用，故将上式改为:例，求两个铁氧圆环之间的吸引力。
两环的磁特性和几何尺寸为:B r = 3500 G , H H c = 2250 O e , d 外=^5.0cni , c/*=<E>3.2c 〃7B^E B H C I(6-9)高度L m = 1.5cm可把圆环看成是直径0 = 1（〃外一〃内）和高度九,的圆柱绕z轴旋转而成的，故可用（6）2和（10）式联立求解。
第6章 磁力的计算由理论力学可知，体系在某一方向的力和力矩等于在该方向的能量梯度，可表达为：ii i WT q W F θ∂∂=∂∂=, (6-1) 式中，W —为体系的能量，i q —在i 方向的坐标，i F —i 方向的力，T —作用在θ方向的力矩，θ—旋转角。
1．吸引力的计算1) 气隙能量有解的表达式:22μgg g L A B W =或π82gg g L A B W =(6-2)由上式得吸引力:22μgg A B F =（6-3）式中，F —吸引力()N ，g B —气隙磁密()2mWb，gA —板面积()2m ，0μ—真空磁导率()mH7104-⨯π2) 如果气隙较大, g B 不均匀，能量表达式由(3)得引力应为:π82gg A B F =(6-4)式中，F —吸引力()yn d ，g B —G ，g A —2cm 。
为了计算方便，将上式化为：g g A B F 24965⎪⎪⎭⎫⎝⎛= （6-5）式中，F —kgf ，g B —G ，g A —2cm 。
dV B W g ⎰⎰⎰=0221μ （6-6）dV 为气隙体积元，积分在全部气隙中进行，如果1≠r μ时，0μ应改为0μ0r μ，此式由计算机求出W ，再由iq W∂∂求出i F 。
3） 也可不先求W ，直接按下式求出磁吸引力F：⎰⎰∇=s d p F（6-7）F——作用于磁体上的磁吸引力； s——包围该物体的任意表面； p——作用于该表面上的应力； p的表达式为：()n B B B n p 200211μμ-⋅= （6-8） n——沿积分表面s 法线方向的单位矢量；B——磁感应强度矢量4） 下面介绍05RC 与铁氧体之间的磁吸引力。
试验证明，在永磁体直径D 等于高度m L 时，吸引力最大。
故假定1=≠D L m ，此时，气隙磁密g B 可用下列公式（注：此法由磁核积分法导出）。
⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=211D L D L B B g g r g 在磁力试验中发现永磁体的C B H 也起作用，故将上式改为：⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=211D L D L H B B g g C B r g (6-9) 例，求两个铁氧圆环之间的吸引力。
