第二十講：65 磁場對運動電荷和載流導(dǎo)線的作用

大小方向力與速度方向垂直。不能改變速度大小，只能改變速度方向。6-5磁場對運動電荷和載流導(dǎo)線的作用一、洛倫茲力

1.當(dāng)時，所受的力為零.二、帶電粒子在磁場中的運動2.當(dāng)時粒子做直線運動①回旋半徑：②回旋周期：③回旋頻率：

粒子做勻速圓周運動課堂練習(xí)1：一電子以速率在垂直于勻強磁場的平面內(nèi)作半徑為的圓周運動，求此圓周所包圍的磁通量大小

Wb。3.當(dāng)與成任意夾角時①回旋半徑：②回旋周期：

③螺距：4.應(yīng)用舉例：磁場對運動電荷的作用力一些具體應(yīng)用

1930年狄拉克預(yù)言自然界存在正電子，顯示正電子存在的云室照片及其臨摹描圖。①反物質(zhì)②磁鏡③磁瓶三、霍耳效應(yīng)厚度b,寬為a的導(dǎo)電薄片，沿x軸通有電流強度I，當(dāng)在y軸方向加以勻強磁場B時，在導(dǎo)電薄片兩側(cè)產(chǎn)生一電位差，這一現(xiàn)象稱為霍耳效應(yīng)RH---霍耳系數(shù)霍耳效應(yīng)霍耳效應(yīng)原理帶電粒子在磁場中運動受到洛侖茲力q>0++++++++++++此時載流子將作勻速直線運動，同時兩側(cè)停止電荷的繼續(xù)堆積，從而在兩側(cè)建立一個穩(wěn)定的電勢差。++++++++++++q<0++++++++++++總結(jié)(1)q>0時，RH>0,(2)

q<0時，RH<0,霍耳效應(yīng)的應(yīng)用2、根據(jù)霍耳系數(shù)的大小的測定，可以確定載流子的濃度。n型半導(dǎo)體載流子為電子。p型半導(dǎo)體載流子為帶正電的空穴。1、確定半導(dǎo)體的類型霍耳效應(yīng)已在測量技術(shù)、電子技術(shù)、計算技術(shù)等各個領(lǐng)域中得到越來越普遍的應(yīng)用。利用霍爾效應(yīng)的霍爾元件可以用來控制轉(zhuǎn)速、壓力；還可以控制電流，是自動控制的一個重要元件。一般生產(chǎn)線上用的控速元件，跑步機上的測速元件。由于通電導(dǎo)線周圍存在磁場，其大小與導(dǎo)線中的電流成正比，故可以利用霍爾元件測量出磁場，就可確定導(dǎo)線電流的大小。利用這一原理可以設(shè)計制成霍爾電流傳感器。其優(yōu)點是不與被測電路發(fā)生電接觸，不影響被測電路，不消耗被測電源的功率，特別適合于大電流傳感。*四、磁流體發(fā)電在導(dǎo)電流體中同樣會產(chǎn)生霍耳效應(yīng)導(dǎo)電氣體發(fā)電通道電極磁流體發(fā)電原理圖使高溫等離子體（導(dǎo)電流體）以1000ms-1的高速進入發(fā)電通道（發(fā)電通道上下兩面有磁極），由于洛侖茲力作用，結(jié)果在發(fā)電通道兩側(cè)的電極上產(chǎn)生電勢差。不斷提供高溫高速的等離子體，便能在電極上連續(xù)輸出電能。五、安培力安培力：電流元在磁場中受到的磁力安培定律方向：載流導(dǎo)線受到的磁力大小：1、安培定律安培、安培力右手螺旋法則課堂練習(xí)2:圖示為相互垂直的兩個電流元，試求它們之間的相互作用力。電流元所受作用力電流元所受作用力過

B×取電流元電流元受力的大小電流元受力的方向積分載流直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的大小課堂練習(xí)3：均勻磁場中載流直導(dǎo)線所受安培力。載流直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向討論：其它情況導(dǎo)線1、2單位長度上所受的磁力為：二、無限長兩平行載流直導(dǎo)線間的相互作用力a電流單位“安培”的定義：放在真空中的兩條無限長平行直導(dǎo)線，各通有相等的穩(wěn)恒電流，當(dāng)導(dǎo)線相距1米，每一導(dǎo)線每米長度上受力為2×10-7牛頓時，各導(dǎo)線中的電流強度為1安培。課堂練習(xí)4：例6-6均勻磁場中任意形狀導(dǎo)線所受的作用力受力大小方向如圖所示建坐標(biāo)系取分量積分取電流元推論在均勻磁場中任意形狀閉合載流線圈受合力為零練習(xí)練習(xí)6：如圖，求半圓導(dǎo)線所受安培力方向豎直向上解：課堂練習(xí)7：例6-7

求一無限長直載流導(dǎo)線的磁場對另一直載流導(dǎo)線ab的作用力。已知：I1、I2、d、LLxdba三、磁場對載流線圈的作用.如果線圈為N匝討論：.（1）（2）（3）小結(jié)：