高二物理競賽磁力與電荷的運動 課件

第七章磁力磁鐵與磁鐵之間的相互作用1磁力與電荷的運動1.磁力的基本現(xiàn)象(1)永磁鐵之間同極相斥、異極相吸；(2)磁體對載流導線的作用；注意：如果把一條磁鐵折成數(shù)段，不論段數(shù)多少或各段的長短如何，每一小段仍將形成一個很小的磁鐵，仍具有N、S兩極，即N極與S極相互依存而不可分離。但是，正電荷或負電荷卻可以獨立存在，這是磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象的基本區(qū)別。磁力——電流和磁體之間的相互作用。NS磁鐵1．正確掌握描述磁場的物理量——磁感應強度的概念。2．掌握洛倫茲力的計算方法，并會分析帶電粒子在電磁場中的運動。3．掌握安培定律，會計算載流導線在磁場中受到的安培力，會計算平面載流線圈在均勻磁場中受到的磁力矩。4.理解霍爾效應。會分析金屬及半導體中的霍爾效應，并由此判斷載流子的性質(zhì)。本章基本要求本章主要內(nèi)容：首先通過磁力的幾種對外表現(xiàn)，說明磁力的微觀意義，然后引入磁場和描述磁場性質(zhì)的磁感應強度矢量，并在此基礎上說明運動的帶電粒子和電流受磁力的規(guī)律。電源S磁體對電流的作用現(xiàn)象：當導線中通入電流時，導線會被排開或吸入。表明：通有電流的導線受到了磁鐵的作用力。磁體與電流之間的相互作用N現(xiàn)象：電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)。說明：運動的電荷受到了磁鐵的作用力。磁鐵與運動電荷之間的相互作用磁體對運動電子的作用NSI現(xiàn)象：放在載流導線(即通有電流的導線)周圍的磁針會受到力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，如果電流方向改變，那么，偏轉(zhuǎn)方向也要改變。說明：磁針受到電流的作用力。電流與磁體之間的相互作用電流的磁效應NS丹麥自然哲學家－奧斯特現(xiàn)象：同向電流相互吸引；反向電流相互排斥。說明：電流與電流之間有相互作用力。上述實驗現(xiàn)象導致了人們對“磁性本源”的研究。并提出了等效的分子電流的觀點：在分子內(nèi)部，電子和質(zhì)子等帶電粒子的運動也形成微小的電流

——分子電流內(nèi)部的分子電流的方向按一定的方式排列整齊

——磁體結(jié)論：從微觀上看，磁力都是運動電荷之間的相互作用的表現(xiàn)。小結(jié)：磁體與磁體之間，電流與磁體之間，以及電流與電流之間的磁現(xiàn)象，或者可以說一切磁現(xiàn)象都可歸結(jié)為電流的磁效應。運動電荷與靜止電荷不同之處在于：靜止電荷的周圍空間只存在靜電場；任何運動電荷或電流的周圍空間，除了和靜止電荷一樣存在電場之外，還存在磁場。電場對處于其中的任何電荷（不論運動與否）都有電力作用；而磁場則只對運動電荷有磁力作用。注意磁場對外的各種表現(xiàn)小磁針在磁場中會轉(zhuǎn)向沿磁場的方向；一個運動的電荷在磁場中會改變運動的方向；載流線圈在磁場中會轉(zhuǎn)動；一段載流導線在磁場中會產(chǎn)生運動。利用“磁場對檢驗的運動點電荷有磁場力作用”這一對外表現(xiàn)，引入磁感應強度這一物理量，來描述磁場中各點的方向和強弱。（借鑒用電場強度來描述電場的方法）2.磁場的定量描述＋VOxyzvFmq1.當點電荷沿磁場方向運動時，它不受磁場力作用，

Fm

=

0；運動方向和磁場方向平行時2.當點電荷垂直于磁場方向運動時，它所受的磁場力最大，用

Fmax

表示。實驗表明，運動點電荷在磁場中任一指定點處所受的磁場力，具有兩種特殊情況：運動方向和磁場方向垂直時xyz但對磁場中某一指定點而言，|Fmax|

與|q|v

的比值是一個與q

和v

的大小都無關的恒量，這恒量僅與磁場在該點的性質(zhì)有關?！舸鸥袘獜姸菳(1)磁場中某點磁感應強度的大小為3.磁感應強度B的單位是T，叫