高二物理競(jìng)賽磁力與電荷的運(yùn)動(dòng) 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(yùn)動(dòng)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(duì)載流導(dǎo)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(zhǎng)短如何，每一小段仍將形成一個(gè)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(fù)電荷卻可以獨(dú)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(chǎng)的物理量——磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念。2．掌握洛倫茲力的計(jì)算方法，并會(huì)分析帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。3．掌握安培定律，會(huì)計(jì)算載流導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力，會(huì)計(jì)算平面載流線圈在均勻磁場(chǎng)中受到的磁力矩。4.理解霍爾效應(yīng)。會(huì)分析金屬及半導(dǎo)體中的霍爾效應(yīng)，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(guò)磁力的幾種對(duì)外表現(xiàn)，說(shuō)明磁力的微觀意義，然后引入磁場(chǎng)和描述磁場(chǎng)性質(zhì)的磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量，并在此基礎(chǔ)上說(shuō)明運(yùn)動(dòng)的帶電粒子和電流受磁力的規(guī)律。電源S磁體對(duì)電流的作用現(xiàn)象：當(dāng)導(dǎo)線中通入電流時(shí)，導(dǎo)線會(huì)被排開(kāi)或吸入。表明：通有電流的導(dǎo)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(shuō)明：運(yùn)動(dòng)的電荷受到了磁鐵的作用力。磁鐵與運(yùn)動(dòng)電荷之間的相互作用磁體對(duì)運(yùn)動(dòng)電子的作用NSI現(xiàn)象：放在載流導(dǎo)線(即通有電流的導(dǎo)線)周圍的磁針會(huì)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(shuō)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(yīng)NS丹麥自然哲學(xué)家－奧斯特現(xiàn)象：同向電流相互吸引；反向電流相互排斥。說(shuō)明：電流與電流之間有相互作用力。上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象導(dǎo)致了人們對(duì)“磁性本源”的研究。并提出了等效的分子電流的觀點(diǎn)：在分子內(nèi)部，電子和質(zhì)子等帶電粒子的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(shuō)一切磁現(xiàn)象都可歸結(jié)為電流的磁效應(yīng)。運(yùn)動(dòng)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(chǎng)；任何運(yùn)動(dòng)電荷或電流的周圍空間，除了和靜止電荷一樣存在電場(chǎng)之外，還存在磁場(chǎng)。電場(chǎng)對(duì)處于其中的任何電荷（不論運(yùn)動(dòng)與否）都有電力作用；而磁場(chǎng)則只對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有磁力作用。注意磁場(chǎng)對(duì)外的各種表現(xiàn)小磁針在磁場(chǎng)中會(huì)轉(zhuǎn)向沿磁場(chǎng)的方向；一個(gè)運(yùn)動(dòng)的電荷在磁場(chǎng)中會(huì)改變運(yùn)動(dòng)的方向；載流線圈在磁場(chǎng)中會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)；一段載流導(dǎo)線在磁場(chǎng)中會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。利用“磁場(chǎng)對(duì)檢驗(yàn)的運(yùn)動(dòng)點(diǎn)電荷有磁場(chǎng)力作用”這一對(duì)外表現(xiàn)，引入磁感應(yīng)強(qiáng)度這一物理量，來(lái)描述磁場(chǎng)中各點(diǎn)的方向和強(qiáng)弱。（借鑒用電場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)描述電場(chǎng)的方法）2.磁場(chǎng)的定量描述＋VOxyzvFmq1.當(dāng)點(diǎn)電荷沿磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，它不受磁場(chǎng)力作用，

Fm

=

0；運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向平行時(shí)2.當(dāng)點(diǎn)電荷垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，它所受的磁場(chǎng)力最大，用

Fmax

表示。實(shí)驗(yàn)表明，運(yùn)動(dòng)點(diǎn)電荷在磁場(chǎng)中任一指定點(diǎn)處所受的磁場(chǎng)力，具有兩種特殊情況：運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向垂直時(shí)xyz但對(duì)磁場(chǎng)中某一指定點(diǎn)而言，|Fmax|

與|q|v

的比值是一個(gè)與q

和v

的大小都無(wú)關(guān)的恒量，這恒量?jī)H與磁場(chǎng)在該點(diǎn)的性質(zhì)有關(guān)?！舸鸥袘?yīng)強(qiáng)度B(1)磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為3.磁感應(yīng)強(qiáng)度B的單位是T，叫