大物鄭殊電磁學(xué)3力

1、(Motionsofchargedagnetic (Thetrajectoryofachargedagnetic帶粒子的電量為(Motionsofchargedagnetic (Thetrajectoryofachargedagnetic帶粒子的電量為 ，速磁力力)F qvB m ，電量為v B vqv2qvB m ，電量為v B vqv2qvB R回轉(zhuǎn)頻率(Cyclotronf 2 qB T 與vT m, 1, R Bvvv與(v B)vBvBvvv與(v B)vBvh螺線軌道運(yùn)動(dòng)(helical path)。h 2 mv R mv / vBh磁聚(Magnetic 粒子束發(fā)散角不大、Bh磁

2、聚(Magnetic 粒子束發(fā)散角不大、速度相近v/ 其螺矩 h 二、帶電粒子在非均勻磁場(chǎng)中的運(yùn)研究帶電粒子在載流圓線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)B在非均勻磁場(chǎng)中，帶電粒子其速度方向和磁場(chǎng)不同時(shí)，它就要做半徑(radius)和螺距(pitch)都將不斷發(fā)生變化的螺線運(yùn)BRBhh 2mv R mvh2mv考慮粒(取正電荷)向磁場(chǎng)較強(qiáng)方向旋進(jìn)時(shí)的情況v粒子受到一個(gè)和前進(jìn)方向相反的分量，這一分量能最終使粒子的速度減小到零，并繼而沿相反方F反考慮粒(取正電荷)向磁場(chǎng)較強(qiáng)方向旋進(jìn)時(shí)的情況v粒子受到一個(gè)和前進(jìn)方向相反的分量，這一分量能最終使粒子的速度減小到零，并繼而沿相反方F反BF磁鏡(Magnetic磁瓶(Magnet

3、ic帶電粒子在非均勻磁場(chǎng)中受到的 力，恒有一指向磁場(chǎng)較弱方向的分力，此分力 粒子向磁場(chǎng)較強(qiáng)方向運(yùn)動(dòng)，可使粒子沿磁場(chǎng)方向的運(yùn)動(dòng)漸漸小到零，從而迫使粒子掉向(Thelenradiation800 北（(Thelenradiation800 北（Theauroranorthern磁B效應(yīng)（The Hall 1879I+h-bU效應(yīng)H電勢(shì)差電壓1B效應(yīng)（The Hall 1879I+h-bU效應(yīng)H電勢(shì)差電壓1RRHHBB hI+v- v-b相等evIBFUHE h1I RHne正效應(yīng)載流子是空穴 PBB hI+v- v-b相等evIBFUHE h1I RHne正效應(yīng)載流子是空穴 P負(fù)效應(yīng)載流子是電子

4、n IB例題：b2c米寬，d0.1厚的金屬帶，載有20A電流，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為2.0T的均勻磁場(chǎng)中，測(cè)得霍爾電勢(shì)差為 4.27V。求（1）金屬帶中電子的漂移速度vd；（例題：b2c米寬，d0.1厚的金屬帶，載有20A電流，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為2.0T的均勻磁場(chǎng)中，測(cè)得霍爾電勢(shì)差為 4.27V。求（1）金屬帶中電子的漂移速度vd；（2）電子的濃度；（3）M和N點(diǎn)哪點(diǎn)電勢(shì)高？（4）如用P型半導(dǎo)體代替金屬帶，M和N點(diǎn)哪點(diǎn)電勢(shì)高？MBN電子受磁力和霍爾電場(chǎng)力平解bIdv=1.0710-dMN 兩側(cè)的霍爾電勢(shì)差1 n=5.841028 （m-H（3）力作用下向N測(cè)偏轉(zhuǎn)，M點(diǎn)電勢(shì)高（4）型半導(dǎo)體載流子多為空穴

5、（正電荷導(dǎo)電），在磁力作用下向側(cè)偏轉(zhuǎn)，N點(diǎn)電勢(shì)高。ev B e(Magneticforceonacurrent-carryingconductorand本節(jié)研究的是磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線(acurrent-carryingconductor)、載流線圈(a current-carrying loop)的作用。在外加電場(chǎng)的作用下，vd 電子F(F (Magneticforceonacurrent-carryingconductorand本節(jié)研究的是磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線(acurrent-carryingconductor)、載流線圈(a current-carrying loop)的作用。在外加電場(chǎng)的作用下，

6、vd 電子F(F B電子受力的作用，使電子的動(dòng)量發(fā)生變化，大量電子與金屬晶格點(diǎn)陣的不斷碰撞，在宏觀上就表現(xiàn)為導(dǎo)線的受力，這I力力(Magneticforceonacurrent-carryingI qv vISd力(Magneticforceonacurrent-carryingI qv vISdFnsqvdl dFndlsqv而：I dq 這里的BF dF (Idl dF Idl 例在均勻磁場(chǎng)中放置一半徑為R的半圓形導(dǎo)線，電流強(qiáng)度為I線兩端連線與磁感強(qiáng)度方向夾角 30，求此段圓弧電流受的磁力。解：Idl 受力為F Idl 例在均勻磁場(chǎng)中放置一半徑為R的半圓形導(dǎo)線，電流強(qiáng)度為I線兩端連線與磁感

7、強(qiáng)度方向夾角 30，求此段圓弧電流受的磁力。解：Idl 受力為F Idl B一段載流導(dǎo)線受的力為：F dF Idl LF Idl)L IabBbIla Il IabB I ab Bsin Fab2R在均勻磁場(chǎng)力除與I 這例強(qiáng)度均為I解(IdF Idl Idl /I在均勻磁場(chǎng)力除與I 這例強(qiáng)度均為I解(IdF Idl Idl /I例3 BB1221方向方向d dd02dl12121例3 BB1221方向方向d dd02dl12121 1ddr2122l 2121 021 12例在一無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線I1旁有一與其垂直的導(dǎo)線段，長(zhǎng)為例在一無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線I1旁有一與其垂直的導(dǎo)線段，長(zhǎng)為載有電流I2，求導(dǎo)線段

8、所受磁力解：B 02dxax導(dǎo)線段上任意電流元受 0I1I2dF I dxBsinL2xa 垂直導(dǎo)線段電流 的定真空中兩無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線相距為1m，兩導(dǎo)線中電流強(qiáng)度相同。當(dāng)導(dǎo)線 長(zhǎng)度受力為210-7N時(shí)，則導(dǎo)線中此時(shí)的電流就規(guī)定為1A。電流 是規(guī)定，不是導(dǎo)出F二、磁場(chǎng)(均勻)1(ForceandTorqueonacurrent-carryingd線圈平面與B方向成任意角B2所形成的力矩bFF21sin IlBF二、磁場(chǎng)(均勻)1(ForceandTorqueonacurrent-carryingd線圈平面與B方向成任意角B2所形成的力矩bFF21sin IlB ISBsin mB MnmF2l2c

9、受的磁力矩(magnetic torque)過(guò)線圈的磁通量最大；即：m 轉(zhuǎn)B 一致方向。d(c M Bl1m受的磁力矩(magnetic torque)過(guò)線圈的磁通量最大；即：m 轉(zhuǎn)B 一致方向。d(c M Bl1m M mB M 2magneticmoment m withfield B例在長(zhǎng)直導(dǎo)線旁有一矩形線圈，導(dǎo)線中電流I1=20A,中電流I2=10A。已知a = 1cm, b = 9cm, l = 20cm, 0I1 l 0I1I2lF I Bl例在長(zhǎng)直導(dǎo)線旁有一矩形線圈，導(dǎo)線中電流I1=20A,中電流I2=10A。已知a = 1cm, b = 9cm, l = 20cm, 0I1 l

10、 0I1I2lF I Bl B122 F 2lI10I1I2l(11)2aaab I I a(a2M m(Workdonebymagneticforceandtorqueinasteadymagnetic1aaBFlAF(Workdonebymagneticforceandtorqueinasteadymagnetic1aaBFlAFIlbI 2載流線圈在均勻磁場(chǎng)中從dAMd Md BISsin2載流線圈在均勻磁場(chǎng)中從dAMd Md BISsin IBSd(cos) Id(BScos) d(c當(dāng)線圈從 1轉(zhuǎn)到 2時(shí)，磁A Id I(2 1) IBMm1212例6：長(zhǎng)方形線圈可繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)，l1c，28，線圈中電流為0A例6：長(zhǎng)方形線圈可繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)，l1c，28，線圈中電