一矩形载流线圈置于均匀磁场中,磁感应强度方向水平向右。规定矩形平面线圈的单位法线矢量的方向与线圈中的电流方向构成右手螺旋关系。
设初始时线圈的法线方向与外磁场的磁感应强度之间的夹角为,线圈可绕中心轴自由转动,线圈两对边的边长为和。根据安培定律,矩形线圈的边所受安培力的大小为 的方向垂直向外。同样可得边所受安培力的大小为由于边中的电流方向与边相反,所以的方向与相反。矩形线圈边所受的安培力的大小相等,方向相反,在同一直线上,因此这两个力互相抵消,不影响整个线圈的状态。而作用在两边上的力和虽然大小相等,方向相反,但不在同一直线上,这两个力不能抵消,它们对轴产生力矩,使线圈绕轴转动。这个力矩的大小为 式中为线圈平面的面积。令,则 这个力矩可以用矢量式表示。已知线圈平面的单位法线矢量与的夹角为,即有
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GMT+8, 2023-5-11 12:47