磁場(chǎng)對(duì)電流的作用

磁場(chǎng)對(duì)電流的作用1本章教學(xué)要求：理解安培定律和洛倫茲力公式。了解磁矩的概念。能計(jì)算簡(jiǎn)單幾何形狀載流導(dǎo)體和載流平面線圈在均勻磁場(chǎng)中或在無限長(zhǎng)直載流導(dǎo)線產(chǎn)生的非均勻磁場(chǎng)中所受的力和力矩。能分析點(diǎn)電荷在均勻電場(chǎng)和均勻磁場(chǎng)中的受力和運(yùn)動(dòng)。

本章重點(diǎn)：安培定律,洛倫茲力。磁矩。本章難點(diǎn)：載流導(dǎo)體在無限長(zhǎng)直載流導(dǎo)線產(chǎn)生的非均勻磁場(chǎng)中所受的力。載流平面線圈在均勻磁場(chǎng)中所受的力矩推導(dǎo)。返回目錄下一頁(yè)上一頁(yè)2第二十章磁場(chǎng)對(duì)電流的作用§20.2安培力——磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線的作用§20.3均勻磁場(chǎng)對(duì)載流線圈的作用§20.1磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用§20.4磁力作功返回總目錄3§20.1磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用20.1.1洛倫茲力磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)說明，磁場(chǎng)中電量為q,速度為v的電荷受到磁力為式中為運(yùn)動(dòng)電荷的速度與磁感應(yīng)強(qiáng)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(yè)上一頁(yè)5返回本章目錄下一頁(yè)上一頁(yè)620.1.2帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)返回本章目錄下一頁(yè)上一頁(yè)7返回本章目錄下一頁(yè)上一頁(yè)89帶電粒子在非均勻磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)10磁聚焦11粒子源A接收器A’

磁聚焦原理

很小時(shí)將一束發(fā)散角不大的帶電粒子束，當(dāng)它們?cè)诖艌?chǎng)B的方向上具有大致相同的速度分量時(shí)，它們有相同的螺距。經(jīng)過一個(gè)周期它們將重新會(huì)聚在另一點(diǎn)，這種發(fā)散粒子束會(huì)聚到一點(diǎn)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(cè)量荷質(zhì)比由陽(yáng)極小孔射出的電子的動(dòng)能為KASBOCl

應(yīng)用電子光學(xué),電子顯微鏡等.13返回本章目錄下一頁(yè)上一頁(yè)向右方向向內(nèi)14返回本章目錄下一頁(yè)上一頁(yè)即方向向左排斥力1520.1.3霍耳效應(yīng)返回本章目錄下一頁(yè)上一頁(yè)161718返回本章目錄下一頁(yè)上一頁(yè)19返回本章目錄下一頁(yè)上一頁(yè)20§20.2磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線的作用一安培定律?B?i?v?BSdl?lId每個(gè)載流子受力21磁場(chǎng)22返回本章目錄下一頁(yè)上一頁(yè)方向向內(nèi)23思考返回本章目錄下一頁(yè)上一頁(yè)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(yè)上一頁(yè)提示I1aLI225返回本章目錄下一頁(yè)上一頁(yè)方向如圖根據(jù)對(duì)稱性,有推廣IXYCD(R26Y返回本章目錄下一頁(yè)上一頁(yè)非直線電流在非均勻磁場(chǎng)中受力兩者絕緣方向沿矢徑向外根據(jù)對(duì)稱性,有I1I2Xr27二兩個(gè)平行電流的相互作用力返回本章目錄下一頁(yè)上一頁(yè)I1產(chǎn)生磁場(chǎng)方向向內(nèi)方向向左導(dǎo)線2每單位長(zhǎng)度受力同樣可導(dǎo)出導(dǎo)線1每單位長(zhǎng)度受力I1I228返回本章目錄下一頁(yè)上一頁(yè)電流單位安培的定義此時(shí)每根導(dǎo)線中的電流定義為I=1安培2920.3磁場(chǎng)對(duì)載流線圈的作用閉合載流導(dǎo)線在均勻磁場(chǎng)中將受到一力矩作用各邊受力方向向下方向向上對(duì)O產(chǎn)生一個(gè)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(biāo)系xyzRI33ROφωB3．如圖4-9所示，盤面與均勻磁場(chǎng)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(dāng)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(dòng)，求圓盤在磁場(chǎng)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(dòng)，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(yè)上一頁(yè)1載流導(dǎo)線在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)磁力作功ablI35返回本章目錄下一頁(yè)上一頁(yè)2載流線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)磁力矩作功3.一般情況磁力矩