大学物理之磁场.ppt

* 结论 任意平面载流导线在均匀磁场中所受的力，与其始点和终点相同的载流直导线所受的磁场力相同. P L * 二 磁场作用于载流线圈的磁力矩 在均匀磁场中 刚性矩形线圈——不发生形变； 合力=0，合力矩＝？ * 均匀磁场中有一矩形载流线圈MNOP，可绕竖直轴转动 M N O P I M(N) P(O) × * 线圈有N匝时 M(N) P(O) 线圈的总磁矩 × * 具有普遍意义 可适用于在均匀场中任意平面线圈 也适用于带电粒子沿任意闭合回路的运动在磁场中受的力矩 。 * 稳定平衡 讨 论 （1） 与 同向 外界的扰动使线圈稍有偏离，磁场的力矩会使它回到平衡位置。 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × B I * 如果外界的扰动使线圈稍有偏离，磁场的力矩会使它继续偏转。 线圈受力矩为0 （2） 与 反向 × 不稳定平衡 I B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . * （3） 与 垂直 力矩最大 I B . * 结论: 均匀磁场中，任意形状刚性闭合平面通电线圈所受的力和力矩为 0 p q q = = 稳定平衡 非稳定平衡 与 成右螺旋 磁矩 * 例4 如图半径为0.20 m，电流为20 A，可绕轴旋转的圆形载流线圈放在均匀磁场中 ，磁感应强度 的大小为0.08 T，方向 沿 x 轴正向. 问线圈受力情况怎样？ 线圈所受的磁力矩又 为多少？ I R Q J K P o * I R Q J K P O 解 把线圈分为JQP和PKJ两部分 * 练习1.如图所示，在真空中有一半径为a的 圆弧形的导线，其中通以稳恒电流I，导线置于均匀外磁场B中，且B与导线所在平面垂直，则该载流导线所受的磁力大小为 . 作业：17 ,21-25 * 练习2.如图所示，均匀磁场中放一均匀带正电荷的圆环，其电荷线密度为l，圆环可绕与环面垂直的转轴旋转。当圆环以角速度ω转动时，圆环受到的磁力矩大小 ，方向 . 向上 * 练习3 在长直导线旁有一矩形线圈,导线中通有电流 A,线圈中通有电流 A. 已知 cm, cm, cm,求矩形线圈上受到的合力是多少？ 方向向左. * 练习4 一无限长直载流导线与一正三角形载流线圈共面，三角形一边与直导线平行，若长直导线固定不动，则载流三角形线圈将 （A）向着长直导线共面平移 （B）共面平移离开长直导线 （C）转动； （D）不动。 （A） 作业：17 ,22-25 18-1 带电粒子磁场中的运动 物理学 第五版 物理学 第五版 18-2 安培力 * 洛仑兹力：运动电荷在磁场中受力 垂直于 与 组成的平面. 带电粒子在电磁场中运动 * 洛伦兹力永远不对粒子作功。它只改变粒子运动的方向，而不改变它的速率和动能。 当q0时，方向 当q0时，方向 . * 二 带电粒子在均匀磁场中运动 F = 0 粒子做匀速直线运动 运动粒子在均匀磁场中受洛仑磁力 1 * 粒子在垂直于磁感应强度的 的平面内，作匀速圆周运动。 2 * 回旋半径和回旋频率 回旋频率与粒子的速率和半径无关，这是磁聚焦和回旋加速器的基本理论依据。 * 与 不垂直 螺距 3 * 磁聚焦 在均匀磁场中点 A 发射一束初速度相差不大的带电粒子，它们的 与 之间的夹角 不同，但都较小，这些粒子沿半径不同的螺旋线运动，因螺距近似相等，相交于屏上同一点，此现象称为磁聚焦 . * 三 带电粒子在电场和磁场中所受的力 电场力 磁场力（洛伦兹力） 运动电荷在电场和磁场中受的力 + * 四 带电粒子在电场和磁场中运动举例 霍耳效应 * 霍耳系数 I 霍耳电压 + + + + + + - - - - - * 讨论： 导体中自由电子的浓度很大(约1029/m3)，霍耳效应不明显；半导体有明显的霍耳效应； n型半导体：载流子以电子为主 p型半导体：以带正电的空穴为主 测定霍耳系数(或霍耳电