磁場對電流的作用

磁場對電流的作用1本章教學要求：理解安培定律和洛倫茲力公式。了解磁矩的概念。能計算簡單幾何形狀載流導體和載流平面線圈在均勻磁場中或在無限長直載流導線產(chǎn)生的非均勻磁場中所受的力和力矩。能分析點電荷在均勻電場和均勻磁場中的受力和運動。

本章重點：安培定律,洛倫茲力。磁矩。本章難點：載流導體在無限長直載流導線產(chǎn)生的非均勻磁場中所受的力。載流平面線圈在均勻磁場中所受的力矩推導。返回目錄下一頁上一頁2第二十章磁場對電流的作用§20.2安培力——磁場對載流導線的作用§20.3均勻磁場對載流線圈的作用§20.1磁場對運動電荷的作用§20.4磁力作功返回總目錄3§20.1磁場對運動電荷的作用20.1.1洛倫茲力磁場對運動電荷的作用力稱為洛倫茲力方向由右手螺旋法那么判斷實驗說明，磁場中電量為q,速度為v的電荷受到磁力為式中為運動電荷的速度與磁感應強度的夾角。與組成的平面F方向總是垂直于(a)(b)4返回本章目錄下一頁上一頁5返回本章目錄下一頁上一頁620.1.2帶電粒子在磁場中的運動返回本章目錄下一頁上一頁7返回本章目錄下一頁上一頁89帶電粒子在非均勻磁場中的運動10磁聚焦11粒子源A接收器A’

磁聚焦原理

很小時將一束發(fā)散角不大的帶電粒子束，當它們在磁場B的方向上具有大致相同的速度分量時，它們有相同的螺距。經(jīng)過一個周期它們將重新會聚在另一點，這種發(fā)散粒子束會聚到一點的現(xiàn)象與透鏡將光束聚焦現(xiàn)象十分相似，因此叫磁聚焦。12磁聚焦法測量荷質(zhì)比由陽極小孔射出的電子的動能為KASBOCl

應用電子光學,電子顯微鏡等.13返回本章目錄下一頁上一頁向右方向向內(nèi)14返回本章目錄下一頁上一頁即方向向左排斥力1520.1.3霍耳效應返回本章目錄下一頁上一頁161718返回本章目錄下一頁上一頁19返回本章目錄下一頁上一頁20§20.2磁場對載流導線的作用一安培定律?B?i?v?BSdl?lId每個載流子受力21磁場22返回本章目錄下一頁上一頁方向向內(nèi)23思考返回本章目錄下一頁上一頁方向向內(nèi)方向向上方向向上24思考返回本章目錄下一頁上一頁提示I1aLI225返回本章目錄下一頁上一頁方向如圖根據(jù)對稱性,有推廣IXYCD(R26Y返回本章目錄下一頁上一頁非直線電流在非均勻磁場中受力兩者絕緣方向沿矢徑向外根據(jù)對稱性,有I1I2Xr27二兩個平行電流的相互作用力返回本章目錄下一頁上一頁I1產(chǎn)生磁場方向向內(nèi)方向向左導線2每單位長度受力同樣可導出導線1每單位長度受力I1I228返回本章目錄下一頁上一頁電流單位安培的定義此時每根導線中的電流定義為I=1安培2920.3磁場對載流線圈的作用閉合載流導線在均勻磁場中將受到一力矩作用各邊受力方向向下方向向上對O產(chǎn)生一個力矩abcd30討論：//ad定義線圈磁矩：31IB.....................IBB++++++++++++++++++++++++

I穩(wěn)定平衡不穩(wěn)定平衡討論1）方向與相同2〕方向相反3〕方向垂直力矩最大32解：建立如下圖的坐標系xyzRI33ROφωB3．如圖4-9所示，盤面與均勻磁場B成φ角的帶電圓盤，半徑為R，電量Q均勻分布在外表上，當圓盤以角速度ω繞通過圓盤中心與盤面垂直的軸線轉(zhuǎn)動，求圓盤在磁場中所受的磁力矩。解：圓盤的電荷面密度為 取距圓盤中心r處，寬度為dr的圓環(huán)，那么此圓環(huán)上的電量為 由于圓盤以角速度ω繞軸線轉(zhuǎn)動，故圓環(huán)的等效電流為

電流dI所圍的面積 的方向即為圓盤面積的法線方向。 3420.4磁力作功返回本章目錄下一頁上一頁1載流導線在磁場中運動時磁力作功ablI35返回本章目錄下一頁上一頁2載流線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時磁力矩作功3.一般情況磁力矩