恒定電流與真空中恒定磁場(chǎng)課件

1、第11章恒定電流與真空中恒定磁場(chǎng)作業(yè)：11.7，11.811.17，11.18，11.1911.25，11.26第11章 恒定電流與真空中恒定磁場(chǎng)重點(diǎn)例題：P61例1， P62例2P70例3， P73例1，例2P76例4P86例5， P87例7重點(diǎn)：1.求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的兩種方法：第11章 恒定電流與真空中恒定磁場(chǎng)2.求安培力F:(積分五步法）（11.25.11.26）3.求磁通量m：（積分四步法）（11.17）4.磁場(chǎng)的兩大定理：（高斯定理和安培環(huán)路定理）5.磁力矩、磁矩、磁力的功。（簡(jiǎn)單了解）主要任務(wù): 研究恒定電流在空間激發(fā)的場(chǎng)恒定磁場(chǎng)(steady magnetic field)的規(guī)律.

2、 11.1 恒定電流和 恒定電場(chǎng) 電動(dòng)勢(shì)11.1.1 形成電流的條件 攜帶電荷并形成電流的帶電粒子, 統(tǒng)稱為載流子(carrier). 金屬內(nèi)的載流子是電子.1. 電流的種類:(1)傳導(dǎo)電流(conducing current)自由電子(free electron)正負(fù)離子(cation、anion)電子-空穴(hole)對(duì)等(2)運(yùn)流電流(convection current)(3)位移電流(displacement current)第11章 恒定電流與真空中恒定磁場(chǎng) 2. 導(dǎo)體中形成電流的條件:(1) 有可以移動(dòng)的電荷.(2) 有維持電荷作定向移動(dòng)的電場(chǎng).3. 電流的定義 單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)

3、體任一截面的電量為電流強(qiáng)度(electric current strength). 電流強(qiáng)度隨時(shí)間而變化(例如交流電), 可用瞬時(shí)電流強(qiáng)度來(lái)表示, 即 3. 電流的定義 單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體任一截面的電量為電流強(qiáng)度(electric current strength).S單位: 安培(A) 在SI中, 規(guī)定電流強(qiáng)度為基本量, 1s內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體任一截面的電荷為1C的電流強(qiáng)度稱為1A, 即11.1.2 恒定電流與恒定電場(chǎng)1. 恒定電流(steady current): 電流分布不隨時(shí)間變化2. 恒定電場(chǎng)(steady electric field):維持恒定電流所需的電場(chǎng), 其分布不隨時(shí)間變化.靜電場(chǎng)

4、與恒定電場(chǎng)比較靜電場(chǎng)恒定電場(chǎng)不同相同導(dǎo)體內(nèi)一經(jīng)建立不需能量維持導(dǎo)體內(nèi)分布不變其存在一定伴隨能量轉(zhuǎn)換 分布不隨時(shí)間變化高斯定理 有源性環(huán)路定理 保守性均適用3. 電流的定義單位: 安培(A) 11.1.3 電流與電流密度1.電流密度矢量(current density)大?。和ㄟ^(guò)與該點(diǎn) 垂直的單位截面的電流.單位: 安米-2(Am-2)通過(guò)一個(gè)有限截面 S 的電流強(qiáng)度為即: 電流強(qiáng)度是電流密度矢量通過(guò) S 面的通量.2. 電流密度與電流定向速度的關(guān)系(1) 金屬導(dǎo)電的經(jīng)典解釋: 電場(chǎng)中, 自由電子運(yùn)動(dòng) = 熱運(yùn)動(dòng) + 定向加速運(yùn)動(dòng) 頻繁碰撞使加速運(yùn)動(dòng)間斷進(jìn)行, 其平均效果為定向勻速運(yùn)動(dòng) 漂移運(yùn)動(dòng)

5、(excursion motion).方向：與+q的漂移運(yùn)動(dòng)方向, 方向相同.(2) 電流密度與電流定向速度的關(guān)系 設(shè)電子數(shù)密度為n的電子以速率u漂移, 單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)截面dS的電流強(qiáng)度dI為dd 則電流密度的大小為矢量式或3. 電流的連續(xù)性方程(continuity equation)(1) 電流線: 描述電流分布 電流密度矢量線. 曲線上每一點(diǎn)的切線方向?yàn)?的方向, 曲線的疏密表示它的大小. 在電流場(chǎng)中選一閉合曲面S, 單位時(shí)間內(nèi)從S面內(nèi)流出的電荷量為: 由 的空間點(diǎn)分布 場(chǎng)分布, 稱之為電流場(chǎng).(2) 電流的連續(xù)性方程 據(jù)電荷守恒定律, 電流密度矢量的通量等于該面內(nèi)電荷減少的速率: 電流

6、連續(xù)性方程 當(dāng)電荷分布不隨時(shí)間變化(電場(chǎng)不變)時(shí), 電流將達(dá)到穩(wěn)恒.(3) 恒定電流說(shuō)明:在沒(méi)有分支的恒定電路中, 通過(guò)各截面的電流必定相等; 而且恒定電路必定是閉合的.恒定電流情況下的電荷分布(凈電荷的宏觀分布不隨時(shí)間改變)所激發(fā)的恒定電場(chǎng)與靜電場(chǎng)服從同樣的基本規(guī)律. 設(shè)時(shí)間dt內(nèi)S面內(nèi)的電量的增量為dq, 則在單位時(shí)間內(nèi)S面內(nèi)的電量減少為: 在電流場(chǎng)中選一閉合曲面S, 單位時(shí)間內(nèi)從S面內(nèi)流出的電荷量為: (2) 電流的連續(xù)性方程 11.1.5 電源及電源電動(dòng)勢(shì)維持外電路兩端的電勢(shì)差形成恒定電流1. 電源:符號(hào):2.電源電動(dòng)勢(shì)(electromotive force): 設(shè)電荷q在電源內(nèi)受非

7、靜電力 則, 電源內(nèi)部的非靜電場(chǎng)為: 電源電動(dòng)勢(shì):方向: 電源內(nèi)部由負(fù)極指向正極.+帶正電導(dǎo)體帶負(fù)電導(dǎo)體連接導(dǎo)線非靜電力做功，不斷的將正電荷從低電位移到高電位的裝置+-電源 對(duì)整個(gè)電路有:將其他形式的能轉(zhuǎn)換為電能的裝置. 把單位正電荷經(jīng)電源內(nèi)部從負(fù)極移到正極, 非靜電力所作的功. 即,描述電源做功的本領(lǐng)的物理量.11.2 恒定磁場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度11.2.1 磁性起源于電荷的運(yùn)動(dòng)1. 磁鐵的磁性(magnetism)磁性: 能吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì).磁極(pole): 磁性最強(qiáng)的區(qū)域, 分磁北極N和磁南極S.北宋 沈括發(fā)明“指南針(羅盤)”SN兩極不可分割, “磁單極”不存在.司南勺磁力(ma

8、gnetic force)： 磁極間存在相互作用, 同號(hào)相斥, 異號(hào)相吸.地球是一個(gè)巨大的永磁體.歷史上，第一個(gè)提出地磁場(chǎng)理論概念的是英國(guó)人吉爾伯特。他在1600年提出一種論點(diǎn)，認(rèn)為地球自身就是一個(gè)巨大的磁體，它的兩極和地理兩極相重合。這一理論確立了地磁場(chǎng)與地球的關(guān)系，指出地磁場(chǎng)的起因不應(yīng)該在地球之外，而應(yīng)在地球內(nèi)部。 1893年，數(shù)學(xué)家高斯在他的著作地磁力的絕對(duì)強(qiáng)度中，從地磁成因于地球內(nèi)部這一假設(shè)出發(fā)，創(chuàng)立了描繪地磁場(chǎng)的數(shù)學(xué)方法，從而使地磁場(chǎng)的測(cè)量和起源研究都可以用數(shù)學(xué)理論來(lái)表示。但這僅僅是一種形式上的理論，并沒(méi)有從本質(zhì)上闡明地磁場(chǎng)的起源。 地球存在磁場(chǎng)的原因還不為人所知，普遍認(rèn)為是由地核內(nèi)

9、液態(tài)鐵的流動(dòng)引起的。最具代表性的假說(shuō)是“發(fā)電機(jī)理論”。物理學(xué)家埃爾薩塞根據(jù)磁流體發(fā)電機(jī)的原理，認(rèn)為當(dāng)液態(tài)的外地核在最初的微弱磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，像磁流體發(fā)電機(jī)一樣產(chǎn)生電流，電流的磁場(chǎng)又使原來(lái)的弱磁場(chǎng)增強(qiáng)，磁場(chǎng)增加到一定程度就穩(wěn)定下來(lái)，形成了現(xiàn)在的地磁場(chǎng)。 地球磁場(chǎng)科學(xué)家們?cè)趯?duì)地磁場(chǎng)的研究中發(fā)現(xiàn)，地磁場(chǎng)是變化的，不僅強(qiáng)度不恒定，而且磁極也在發(fā)生變化，每隔一段時(shí)間就要發(fā)生一次磁極倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象。早在二十世紀(jì)初，法國(guó)科學(xué)家布律內(nèi)就發(fā)現(xiàn)，70萬(wàn)年前地磁場(chǎng)曾發(fā)生過(guò)倒轉(zhuǎn)。1928年，日本科學(xué)家松山基范也得出了同樣的研究結(jié)果。通過(guò)對(duì)巖漿冷卻磁化方向、洋底磁異常條帶等證據(jù)的分析終于發(fā)現(xiàn)，在過(guò)去的7600萬(wàn)年間，地球曾發(fā)生過(guò)

10、171次磁極倒轉(zhuǎn)。距今最近的一次發(fā)生在70萬(wàn)年前，正如布律內(nèi)所指出的那樣。 據(jù)測(cè)定，地磁場(chǎng)發(fā)生倒轉(zhuǎn)前有明顯的預(yù)兆，地球的磁場(chǎng)強(qiáng)度減弱直至為零，隨后，約需一萬(wàn)年的光景，磁場(chǎng)強(qiáng)度才緩緩恢復(fù)，但是，磁場(chǎng)方向卻完全相反。目前，地球磁場(chǎng)強(qiáng)度有逐漸減弱的趨勢(shì)，在過(guò)去的4000年中，北美洲的磁場(chǎng)強(qiáng)度已減弱了50%，這說(shuō)明地核相對(duì)地殼的速度差正在縮小。 磁極倒轉(zhuǎn)地球地核除了內(nèi)地核是固體（高壓導(dǎo)致），其余部分是液體，為液態(tài)鐵質(zhì)。地磁場(chǎng)產(chǎn)生的猜想是“鐵液循環(huán)流動(dòng)產(chǎn)生電磁”，由于某些對(duì)流可能突發(fā)導(dǎo)致回路，回路衍生到地表產(chǎn)生反回路，最后導(dǎo)致整個(gè)磁場(chǎng)倒轉(zhuǎn)。整個(gè)過(guò)程3萬(wàn)100萬(wàn)年不等，地磁場(chǎng)首先完全混亂，然后經(jīng)歷1萬(wàn)年左

11、右消退，接著在反方向增強(qiáng) 。自人類史來(lái)，從未發(fā)生過(guò)磁極倒轉(zhuǎn)，但在近4000年，磁場(chǎng)正急劇變?nèi)?，?qiáng)度損失一半。由此可見(jiàn)，地球現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入磁場(chǎng)倒轉(zhuǎn)前夕。 如果磁極倒轉(zhuǎn)會(huì)有一段時(shí)間，地球完全沒(méi)有磁場(chǎng)。大家擔(dān)心的“地球翻轉(zhuǎn)”，是不會(huì)發(fā)生的，但是僅僅“沒(méi)有磁場(chǎng)”，就足夠恐怖了。 1）低緯度人造衛(wèi)星在太陽(yáng)風(fēng)吹打下會(huì)被摧毀，人類通訊癱瘓。 2）由于生物定向能力失去，導(dǎo)致生物大滅絕。 3）失去地磁場(chǎng)保護(hù)，地球暴露在宇宙射線、太陽(yáng)粒子輻射下，將會(huì)對(duì)地球氣候、人類生命產(chǎn)生致命影響。4）有科學(xué)家甚至認(rèn)為，曾經(jīng)存在的古人類文明，是由于磁極倒轉(zhuǎn)覆滅了。 但是，科學(xué)家還沒(méi)有悲觀。他們一方面在監(jiān)控，另一方面在研究。希望將來(lái)

12、能研發(fā)出控制地球磁場(chǎng)的儀器。地球是我們的家園，不能隨隨便便放棄它。 磁極倒轉(zhuǎn)問(wèn)題: 磁現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是什么?2. 電流的磁效應(yīng)（電生磁） 1820年奧斯特實(shí)驗(yàn)表明: 電流對(duì)磁極有力的作用.磁鐵對(duì)電流有作用電流間有相互作用載流線圈的行為像一塊磁鐵結(jié)論：磁現(xiàn)象與電荷的運(yùn)動(dòng)有著密切的關(guān)系. 運(yùn)動(dòng)電荷既能產(chǎn)生磁效應(yīng), 也受到磁力的作用.11.2.2 磁場(chǎng) 磁感強(qiáng)度1. 磁場(chǎng)(magnetic field)運(yùn)動(dòng)電荷磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)電荷2. 磁感應(yīng)強(qiáng)度(magnetic induction)描述磁場(chǎng)大小和方向的物理量。(1) 定義: 的方向: 小磁針N極指向;的大小:實(shí)驗(yàn): 正試驗(yàn)電荷q0以速率v 在場(chǎng)中沿不同方

13、向運(yùn)動(dòng)受力: q0實(shí)驗(yàn)結(jié)果:a. F v 、B 組成的平面;b. F 大小正比于v 、q0 、sin q0 沿磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng), F=0q0 垂直磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng), F = Fmax定義磁感強(qiáng)度的大小:單位: 特斯拉(T)方向：11.3 畢奧-薩伐爾定律思想：我們?cè)谘芯繋щ婓w產(chǎn)生的電場(chǎng)時(shí), 將其看成許許多多電荷元. 即:將電流看成許許多多的電流元:11.3.1 畢奧薩伐爾定律I. P?實(shí)驗(yàn)證明:在真空和SI制中,IrI方向: 寫成矢量表示：真空中的磁導(dǎo)率(permeability): 0= 410-7亨利米-1 (Hm-1)11.3.2 畢奧-薩伐爾定律應(yīng)用舉例恒定磁場(chǎng)的計(jì)算步驟（積分五步法）：建立坐

14、標(biāo)系；選取電流元或某些典型電流分布為積分元;由畢-薩定律寫出積分元的磁場(chǎng)dB;建立坐標(biāo)系, 將dB分解為分量式, 對(duì)每個(gè)分量積分(統(tǒng)一變量、確定上下積分限);積分求出總磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、方向, 對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析.例11-1. 載流直導(dǎo)線附近一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。Pa12Irl解：在導(dǎo)線上任取 根據(jù)畢奧-薩伐爾定律,選為積分變量,（有限長(zhǎng)直導(dǎo)線）討論：(1) “無(wú)限長(zhǎng)”載流導(dǎo)線:1= 0 , 2 = (2) “半無(wú)限長(zhǎng)”載流導(dǎo)線:aBI1= /2 , 2 = (3) P點(diǎn)在導(dǎo)線的延長(zhǎng)線上: B = 0例11-2. 載流圓線圈半徑為R, 電流強(qiáng)度為I. 求軸線上距圓心O為x處P點(diǎn)的磁感強(qiáng)度.I解: 1.建

15、立坐標(biāo)系；2. 取電流元由對(duì)稱性3.寫：4.分解：5.積分：討論：(1) 圓心處磁場(chǎng) x=0N 匝：(2) 定義電流的磁矩(magnetic moment)IS: 電流所包圍的面積, 規(guī)定正法線方向與I 指向成右旋關(guān)系;單位: 安培米2(Am2)圓電流磁矩：圓電流軸線上磁場(chǎng)：例11-3. A和C為兩個(gè)正交放置的圓形線圈, 其圓心相重合, A線圈半徑為20.0cm, 共10匝, 通有電流10.0A; 而C線圈的半徑為10.0cm, 共20匝, 通有電流5.0A. 求兩線圈公共中心O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向.解：ACOBBCBA例11-4. 半徑為R的圓盤均勻帶電, 電荷密度為. 若該圓盤以角速

16、度 繞圓心O旋轉(zhuǎn), 求軸線上距圓心x處的磁感應(yīng)強(qiáng)度.解：ROPxxdBdrr任取半徑為r圓環(huán)方向如圖環(huán)上電量為則11.3.3 勻速運(yùn)動(dòng)電荷的磁場(chǎng) 電流的磁場(chǎng)本質(zhì)是運(yùn)動(dòng)電荷磁場(chǎng), 下面從畢薩定律導(dǎo)出運(yùn)動(dòng)電荷的磁場(chǎng): S: 電流元橫截面積n: 單位體積帶電粒子數(shù)q; 每個(gè)粒子帶電量v: 沿電流方向勻速運(yùn)動(dòng) 電流元 產(chǎn)生的磁場(chǎng): 電流是單位時(shí)間通過(guò)S的電量:電流元體積中粒子數(shù)：則每個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度:+-.11.4 真空中磁場(chǎng)的高斯定理11.4.1 磁感應(yīng)線磁感應(yīng)線:方向: 磁感線的切向大小: 磁感線的疏密特點(diǎn):閉合, 或兩端伸向無(wú)窮遠(yuǎn);與載流回路互相套聯(lián); 互不相交.條形磁鐵周圍的磁感線直線

17、電流的磁感線圓電流的磁感線通電螺線管的磁感線磁感應(yīng)線閉合成環(huán), 無(wú)頭無(wú)尾.11.4.2 磁通量(magnetic flux) 通過(guò)磁場(chǎng)中某給定面的磁感線條數(shù):單位: Wb(韋伯)dS對(duì)封閉曲面, 規(guī)定外法向?yàn)檎?進(jìn)入的磁感應(yīng)線穿出的磁感應(yīng)線11.4.3 真空中磁場(chǎng)的高斯定理 穿過(guò)磁場(chǎng)中任意封閉曲面的磁通量為零.S磁場(chǎng)是“無(wú)源場(chǎng)”磁場(chǎng)是“渦旋場(chǎng)”物理意義：例11-5. 無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線通以電流I，求通過(guò)如圖所示的矩形面積的磁通量.abI解:1. 建立如圖所示的坐標(biāo)系xx 處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為：2.在 x 處取面元dS,元通量： （ 無(wú)限長(zhǎng)）積分：11. 5 真空中恒定磁場(chǎng)的 安培環(huán)路定理11.5.1

18、 恒定磁場(chǎng)的安培環(huán)路定理靜電場(chǎng):磁場(chǎng): 下面以長(zhǎng)直載流導(dǎo)線的磁場(chǎng)為例進(jìn)行討論:1. 電流穿過(guò)環(huán)路LILdrBdl若電流反向:ILdrBdl2.多根載流導(dǎo)線穿過(guò)環(huán)路3. 電流在環(huán)路之外ILdrBdl3. 電流在環(huán)路之外ILdrBdl4.安培環(huán)路定理 在真空的恒定磁場(chǎng)中, 磁感強(qiáng)度矢量沿任意閉合曲線L的線積分(環(huán)流), 等于包圍在閉合曲線內(nèi)各電流代數(shù)和的0倍.說(shuō)明:(1)成立條件:恒定電流的磁場(chǎng);(2) L: 場(chǎng)中任一閉合曲線安培環(huán)路(規(guī)定繞向);: 環(huán)路上各點(diǎn)總磁感應(yīng)強(qiáng)度(L內(nèi)外所有電流產(chǎn)生);: 穿過(guò)以L為邊界的任意曲面的電流的代數(shù)和;(3)安培環(huán)路定理揭示磁場(chǎng)是非保守場(chǎng) 無(wú)勢(shì)場(chǎng), 渦旋場(chǎng).(

19、4)電流符號(hào)的規(guī)定: 與L繞向成右旋關(guān)系 Ii 0 與L繞向成左旋關(guān)系 Ii 0 與L繞向成左旋關(guān)系 Ii 0例11-6. 求無(wú)限長(zhǎng)載流圓柱形導(dǎo)體的磁場(chǎng)分布.解：磁場(chǎng)分布分析, 作半徑為r 的圓環(huán)為積分回路L橫截面圖.IrL根據(jù)安培環(huán)路定理Pcdab例11-7. 求長(zhǎng)直螺線管內(nèi)的磁感強(qiáng)度(I, n已知).解：分析磁場(chǎng)分布 管內(nèi)中央部分, 軸向B均勻, 管外B近似為零.作安培回路abcd如圖.根據(jù)安培環(huán)路定理:例11-8. 求載流螺繞環(huán)的磁場(chǎng)分布(R1、R2、N、I已知).R1R2解:分析磁場(chǎng)分布對(duì)稱性 以中心O, 半徑 r 的圓環(huán)為安培環(huán)路 L根據(jù)安培環(huán)路定理11.6 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷和 載流導(dǎo)

20、線的作用11.6.1 洛侖茲力(Lorentz force)大小:方向:右螺旋方向+Fv討論:力F 方向垂直v和B確定的平面.力F 改變速度v方向, 不改變大小, 不作功.11.6.2 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1. 運(yùn)動(dòng)方向與均勻磁場(chǎng)方向平行+Bv結(jié)論: 帶電粒子作勻速直線運(yùn)動(dòng).2. 運(yùn)動(dòng)方向與均勻磁場(chǎng)方向垂直 vBFR+運(yùn)動(dòng)方程:運(yùn)動(dòng)半徑:運(yùn)動(dòng)周期:結(jié)論: 帶電粒子在磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng), 其周期與速度無(wú)關(guān). v大BR大+R小3. 初速度沿任意方向進(jìn)入均勻磁場(chǎng)vy 勻速圓周運(yùn)動(dòng)vx 勻速直線運(yùn)動(dòng)螺旋運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)半徑:運(yùn)動(dòng)周期:螺距:例11-9. 一由南指向北均勻的磁場(chǎng), 磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.5T.

21、如果有一個(gè)5.0MeV的質(zhì)子沿豎直向下的方向通過(guò)磁場(chǎng), 問(wèn)作用在質(zhì)子上的力有多大?(質(zhì)子質(zhì)量m=1.6710-27kg)解：方向向東11.6.3 應(yīng)用電場(chǎng)和磁場(chǎng)控制 帶電粒子的實(shí)例1. 速度選擇器(selector of velocity)+ + + + + + + + + + + + +- - - - - - - - - - - - - -離子源FmFevE B+相同速度帶電粒子2. 質(zhì)譜儀(mass spectrograph)質(zhì)譜儀是研究物質(zhì)同位素的儀器.N : 離子源P: 速度選擇+- P N B荷質(zhì)比：q, v, B不變, R與m成正比, 同位素按質(zhì)量大小排列.3. 回旋加速器(cyc

22、lotron) 回旋加速器是核物理, 高能物理等實(shí)驗(yàn)研究的一種基本設(shè)備.通過(guò)半圓盒的時(shí)間:V B振蕩周期:頻率:粒子動(dòng)能:4. 霍爾效應(yīng)(Hall effect)(2) 用電子論解釋yzUBxI+ + + + + + + + + +- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - dbU1U2 -vFeFm載流子q = -e, 漂移速率方向向上, 形成動(dòng)態(tài)平衡時(shí):(1) 現(xiàn)象: 當(dāng)電流垂直于外磁場(chǎng)方向通過(guò)導(dǎo)體時(shí), 在垂直于磁場(chǎng)和電流方向的導(dǎo)體的兩個(gè)端面之間出現(xiàn)電勢(shì)差的現(xiàn)象, 該電勢(shì)差稱為霍爾電勢(shì)差(霍爾電壓). 令霍爾系數(shù)11.6.4 安培力(Ampe

23、re force)設(shè): 電子數(shù)密度 n , 則電流元中的電子數(shù): nSdl . 作用在一個(gè)電子上的洛侖茲力為: 電流元受磁力為：1. 載流導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受力由電流強(qiáng)度的定義：安培力：SI-B大小:方向:(1) 任意形狀載流導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受安培力:安培力：(2) 計(jì)算安培力步驟:在載流導(dǎo)線上取電流元由安培定律得電流元所受安培力:由疊加原理求載流導(dǎo)線所受安培力:(3) 平行長(zhǎng)直電流間的相互作用 “安培”的定義aI1I2在電流2上任取, 電流元受力:單位長(zhǎng)度受力: 根據(jù)牛頓第三定律, 電流1受力大小相同. 若令I(lǐng)1=I2 =1(A), a=1m, 則“安培”的定義: 兩平行長(zhǎng)直導(dǎo)線相距1m, 通過(guò)大小相等的電流, 如果這時(shí)它們之間單位長(zhǎng)度導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力正好是 210-7Nm-1 時(shí),就把兩導(dǎo)線中所通過(guò)的電流定義為“1安培”.例11-10. 無(wú)限長(zhǎng)直載流導(dǎo)線通有電流I1 , 在同一平面內(nèi)有長(zhǎng)為 L 的載流直導(dǎo)線, 通有電流I2 .