物理課件第六章穩(wěn)恒磁場(chǎng)

2013-4-11第六章：穩(wěn)恒磁場(chǎng)(MagneticField)一個(gè)環(huán)形電流托起條形磁鐵的磁場(chǎng)磁感線圖2013-4-12§6-1:磁場(chǎng)本節(jié)重點(diǎn):1、磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念及計(jì)算方法.2、掌握畢奧--薩伐爾定律在求解磁場(chǎng)方面的應(yīng)用。2013-4-13CRJ200型飛機(jī)

2004年11月21日8:30墜毀2013-4-142013-4-15每架飛機(jī)上，黑匣子通常有兩個(gè)，它們的學(xué)名分別叫“飛行數(shù)據(jù)記錄儀”和“機(jī)艙話音記錄器”。前者主要記錄飛機(jī)的各種飛行數(shù)據(jù)，包括飛行姿態(tài)、飛行軌跡（航跡）、飛行速度、加速度、經(jīng)緯度、航向以及作用在飛機(jī)上的各種外力，如阻力、升力、推力等，共約２００多種數(shù)據(jù)，可保留２０多小時(shí)的飛行參數(shù)。超過(guò)這個(gè)時(shí)間，數(shù)據(jù)記錄儀就自動(dòng)吐故納新，舊數(shù)據(jù)被新數(shù)據(jù)覆蓋。機(jī)艙話音記錄器主要記錄機(jī)組人員和地面人員的通話、機(jī)組人員之間的對(duì)話以及駕駛艙內(nèi)出現(xiàn)的各種音響（包括飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)聲音）等。它的工作原理類似普通磁帶錄音機(jī)，磁帶周而復(fù)始運(yùn)行不停地洗舊錄新，總是錄留下最后半小時(shí)的各種聲音。一次飛行通常要經(jīng)歷８?jìng)€(gè)階段（起飛、初始爬升、爬升、巡航、下降、開(kāi)始進(jìn)場(chǎng)、最后進(jìn)場(chǎng)、著陸），每一階段的情況，都瞄不過(guò)黑匣子的“耳朵”。

2013-4-16一.基本磁現(xiàn)象:1.基本磁現(xiàn)象:(1)天然磁鐵(),永恒磁鐵,電磁鐵.(2)中國(guó)古代對(duì)磁鐵的認(rèn)識(shí),指南針,地磁偏角(宋代).(3)磁的應(yīng)用.2.磁鐵的性質(zhì):(1)N極,S極.(2)兩個(gè)磁極不可分.3.磁與電的聯(lián)系:1820年奧斯特磁針的一跳,電流的磁效應(yīng).2013-4-17FromB.FranklintoA.M.AmpereB.FranklinColomb吉爾伯特吉爾伯特在王宮做實(shí)驗(yàn)A.M.Ampere奧斯特在做實(shí)驗(yàn)2013-4-18Themethodofproducingmagneticfield亨利發(fā)明的電磁鐵現(xiàn)代的電磁鐵2013-4-192013-4-1102013-4-111羅盤（研究磁用）2013-4-112二.磁場(chǎng)力與磁場(chǎng)(magneticfield):磁體磁體安培提出:一切磁現(xiàn)象起源于電荷運(yùn)動(dòng).電流運(yùn)動(dòng)電荷磁場(chǎng)1.磁場(chǎng)的性質(zhì):(1)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷(或電流)有力的作用.(2)磁場(chǎng)有能量.2.圖示:電流磁場(chǎng)3.安培分子環(huán)流假說(shuō):運(yùn)動(dòng)電荷2013-4-113三.磁感應(yīng)強(qiáng)度(MagneticInduction)1.定義(definition):<1>運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中的受力:大小:方向:沿運(yùn)動(dòng)電荷不受力的方向.右手螺旋關(guān)系:洛侖茲力公式單位：特斯拉(T)2013-4-114大小:方向:沿電流元不受力的方向.右手螺旋關(guān)系:安培力公式<2>電流元在磁場(chǎng)中的受力:在閉合回路中取電流元<3>試驗(yàn)線圈在磁場(chǎng)中受磁力矩作用.大小:方向:沿平衡位置的法線方向.2013-4-1152.磁感應(yīng)強(qiáng)度疊加原理:2013-4-116問(wèn)題1：在電子儀器中，為了減小與電源相連的兩條導(dǎo)線的磁場(chǎng)，通?？偸前阉鼈兣ぴ谝黄稹槭裁?2013-4-117四、畢奧--薩伐爾定律：重點(diǎn)電流元(currentelement)真空中的磁導(dǎo)率大?。?013-4-11812345678例判斷下列各點(diǎn)磁感強(qiáng)度的方向和大小.+++1、5點(diǎn)：3、7點(diǎn)：2、4、6、8點(diǎn)：畢奧—薩伐爾定律2013-4-119五、畢－薩定律的應(yīng)用：

1、載流直導(dǎo)線的磁場(chǎng)：重點(diǎn)IaP求距離載流直導(dǎo)線為a處一點(diǎn)P的磁感應(yīng)強(qiáng)度2013-4-120根據(jù)幾何關(guān)系IaPl說(shuō)明:當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向與I相同時(shí),取正;反之,取負(fù).2013-4-121(1)無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線方向：右手螺旋法則(2)任意形狀直導(dǎo)線PaI12討論(Discussion):掌握IP122013-4-122Px2.載流圓線圈的磁場(chǎng)RxO求軸線上一點(diǎn)P的磁感應(yīng)強(qiáng)度根據(jù)對(duì)稱性方向滿足右手定則PxI2013-4-123(1)載流圓線圈的圓心處(2)一段圓弧在圓心處產(chǎn)生的磁場(chǎng)I如果由N匝圓線圈組成討論(Discussion):掌握2013-4-124I(3)S定義磁矩2013-4-1253、運(yùn)動(dòng)電荷的磁場(chǎng)：了解P+qS電流元內(nèi)總電荷數(shù)電荷密度一個(gè)電荷產(chǎn)生的磁場(chǎng)2013-4-126例:右圖中，求O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。解：IRO1232013-4-127

例題:

如圖所示，幾種載流導(dǎo)線在平面內(nèi)分布，電流均為I，它們?cè)邳c(diǎn)O的磁感強(qiáng)度各為多少？方向垂直紙面向外。2013-4-128方向垂直紙面向里。例題:2013-4-129方向垂直紙面向外。例題:2013-4-130

一長(zhǎng)直載流I的導(dǎo)線，中部折成圖示一個(gè)半徑為R的圓，則圓心的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為（A）（B）（C）（D）0例題:2013-4-131例題：如本題圖所示，有兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線沿半徑方向接到鐵環(huán)的A、B兩點(diǎn)，并與很遠(yuǎn)處的電源相接。求環(huán)心O處的磁場(chǎng)B。電阻定律2013-4-132例題：一個(gè)寬為a的無(wú)限長(zhǎng)導(dǎo)體薄板上通有電流I，設(shè)電流在板上均勻分布。求薄板平面外距板的一邊為a處的磁場(chǎng)B。dxOxaaxdI2013-4-133小結(jié)1、畢奧--薩伐爾定律：2、畢－薩定律的應(yīng)用：（1）載流直導(dǎo)線的磁場(chǎng)：無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線2013-4-134（2）載流圓線圈的磁場(chǎng)：2013-4-1351923年榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。主要貢獻(xiàn)：美國(guó)物理學(xué)家。物理學(xué)史介紹：RobertAndrewsMillikenR.A.密立根(1868-1953)研究電子的電荷測(cè)定和光電效應(yīng)，通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)量出電荷的最小單位。2013-4-1361944年榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。主要貢獻(xiàn)：物理學(xué)史介紹：美國(guó)物理學(xué)家。IsidorIsaacRabi(1898-1988)I.I.拉比原子核磁性的記錄。2013-4-137物理學(xué)與高新技術(shù)我國(guó)制成新原理磁懸浮列車造價(jià)低于德國(guó)技術(shù)2013-4-1382013-4-139磁懸浮列車是以磁力為支撐的一種全新的交通工具，其核心是磁浮技術(shù)，即依靠列車上的磁體和地面路軌上的磁體相互作用而離開(kāi)地面浮起來(lái)，大大減少了行駛中的摩擦阻力。

據(jù)介紹，ＭＡＳ－３型磁懸浮列車是由上海科學(xué)院磁浮技術(shù)首席科學(xué)家、上海師范大學(xué)數(shù)理信息學(xué)院魏樂(lè)漢(退休）研究員發(fā)明并試制成功的。它區(qū)別于世界上現(xiàn)有的德國(guó)ＥＭＳ型和日本ＥＤＳ型磁浮技術(shù)，被同行專家稱為“另類磁浮”，具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

ＭＡＳ－３型磁懸浮樣車，是利用車載磁體與軌道磁體間的吸力和斥力的共同作用來(lái)產(chǎn)生懸浮力，單位作用面積懸浮力比德國(guó)式的ＥＭＳ型和日本式的ＥＤＳ型大２０％。德國(guó)ＥＭＳ型磁浮每公里的造價(jià)為３．３億元人民幣，而ＭＡＳ型磁浮每公里的造價(jià)僅為０．５億元，而且占地面積少得多。

2013-4-1402004年10月23日中國(guó)自造磁懸浮樣車亮相大連將建設(shè)長(zhǎng)1.5公里的磁懸浮試驗(yàn)線路用于旅游觀光(稀土動(dòng)力）2013-4-141作業(yè)：P276頁(yè)預(yù)習(xí)：§6-2磁場(chǎng)的高斯定理、安培環(huán)路定理思考題:第6-2題.練習(xí)題:第6-2題，第6-3題。2013-4-142§6-2:磁場(chǎng)的高斯定理與安培環(huán)路定理

(Ampere’scircuitaltheorem)本節(jié)重點(diǎn):2、掌握安培環(huán)路定理。3、掌握安培環(huán)路定理在求解磁場(chǎng)方面的應(yīng)用。1、掌握磁力線的概念及磁場(chǎng)的高斯定理。2013-4-143磁力線2013-4-1442013-4-145電力線2013-4-146磁力線：方向：磁力線切線方向?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度的方向.大?。捍怪钡膯挝幻娣e上穿過(guò)的磁力線條數(shù)為磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小.(2)磁力線的特征:無(wú)頭無(wú)尾的閉合曲線.一、磁力線、磁通量、磁場(chǎng)的高斯定理:(1)規(guī)定:與電流相互套連，服從右手螺旋定則.2013-4-147任意兩條磁力線不相交.2.磁通量:對(duì)于有限曲面磁力線穿入對(duì)于閉合曲面規(guī)定:外法線方向?yàn)檎?磁力線穿出對(duì)勻強(qiáng)磁場(chǎng):單位：韋伯(Wb)2013-4-1483.磁場(chǎng)的高斯定理:磁場(chǎng)線都是閉合曲線

(磁高斯定理)磁場(chǎng)是無(wú)源場(chǎng)（渦旋場(chǎng)）思考靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)是有源場(chǎng)磁場(chǎng)微分形式2013-4-149靜電場(chǎng)磁場(chǎng)2013-4-150問(wèn)題2：一個(gè)半徑為R的假想球面中心有一個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷。問(wèn)：(1)在球面上哪些點(diǎn)的磁場(chǎng)最強(qiáng)?(2)在球面上哪些點(diǎn)的磁場(chǎng)為零?(3)穿過(guò)球面的磁通量是多少?2013-4-1511.定理表述在恒定磁場(chǎng)中，磁感強(qiáng)度沿任一閉合環(huán)路的線積分，等于穿過(guò)該環(huán)路的所有電流的代數(shù)和的倍.二、安培環(huán)路定理：2013-4-152是在場(chǎng)中任取的一閉合線,任意規(guī)定一個(gè)繞行方向.2、說(shuō)明:(1)是空間所有電流共同產(chǎn)生的.(3)積分回路方向與電流方向呈右螺旋關(guān)系.滿足右螺旋關(guān)系時(shí),;反之,.(4)若不穿過(guò)回路,對(duì)公式無(wú)貢獻(xiàn).2013-4-153如圖，流出紙面的電流為，流進(jìn)紙面的電流為，則下述各式中哪一個(gè)是正確的?（）(1)(2)(3)(4)例題:2013-4-154

圖中有兩根“無(wú)限長(zhǎng)”載流均為I的直導(dǎo)線，有一回路L，則下述正確的是（A），且環(huán)路上任意一點(diǎn)（B），且環(huán)路上任意一點(diǎn)（C），且環(huán)路上任意一點(diǎn)（D），且環(huán)路上任意一點(diǎn)常量例題:2013-4-155取一閉合積分回路，使三根載流導(dǎo)線穿過(guò)它所圍成的面，現(xiàn)改變?nèi)鶎?dǎo)線之間的相互間隔，但不越出積分回路，則：（）(1)回路內(nèi)的不變，上各點(diǎn)的不變.(2)回路內(nèi)的不變，上各點(diǎn)的改變.(3)回路內(nèi)的改變，上各點(diǎn)的不變.(4)回路內(nèi)的改變，上各點(diǎn)的改變.例題:2013-4-156三、安培環(huán)路定理在求解磁場(chǎng)方面的應(yīng)用:說(shuō)明：步驟:對(duì)于一些對(duì)稱分布的電流,可以通過(guò)取合適的環(huán)路L,利用磁場(chǎng)的環(huán)路定理比較方便求解場(chǎng)量.(具體實(shí)施,類似于電場(chǎng)強(qiáng)度的高斯定理的解題).(1)分析磁場(chǎng)分布的對(duì)稱性.(2)選取適當(dāng)?shù)姆e分環(huán)路.(3)根據(jù)安培環(huán)路定理進(jìn)行計(jì)算.2013-4-157用安培環(huán)路定理求解磁場(chǎng)的步驟：分析磁場(chǎng)分布對(duì)稱性根據(jù)對(duì)稱性選取適當(dāng)?shù)姆e分環(huán)路根據(jù)安培環(huán)路定理求解磁場(chǎng)2013-4-158用高斯定理求電場(chǎng)強(qiáng)度的步驟：分析電場(chǎng)分布對(duì)稱性根據(jù)對(duì)稱性選取高斯面根據(jù)高斯定理求電場(chǎng)強(qiáng)度用安培環(huán)路定理求解磁場(chǎng)的步驟：分析磁場(chǎng)分布對(duì)稱性根據(jù)對(duì)稱性選取適當(dāng)?shù)姆e分環(huán)路根據(jù)安培環(huán)路定理求解磁場(chǎng)2013-4-159例1：求無(wú)限長(zhǎng)圓柱面電流的磁場(chǎng)分布。

PL解：

系統(tǒng)有軸對(duì)稱性，圓周上各點(diǎn)的B

相同P時(shí)過(guò)圓柱面外P點(diǎn)做一圓周時(shí)在圓柱面內(nèi)做一圓周2013-4-160無(wú)限長(zhǎng)圓柱體載流直導(dǎo)線的磁場(chǎng)分布區(qū)域：區(qū)域：推廣12013-4-161推廣2兩個(gè)無(wú)限長(zhǎng)圓柱面電流的磁場(chǎng)分布。

（1）電流大小相等，方向相同。（2）電流大小相等，方向相反。2013-4-162推廣3兩個(gè)無(wú)限長(zhǎng)圓柱面及圓柱體電流的磁場(chǎng)分布。

（1）電流大小相等，方向相同。（2）電流大小相等，方向相反。2013-4-163推廣4一個(gè)無(wú)限長(zhǎng)圓柱體和一個(gè)同軸導(dǎo)體圓管電流的磁場(chǎng)分布。

（1）電流大小相等，方向相同。（2）電流大小相等，方向相反。2013-4-164

例：求長(zhǎng)直密繞螺線管內(nèi)磁場(chǎng)

解1)對(duì)稱性分析螺旋管內(nèi)為均勻場(chǎng),方向沿軸向,外部磁感強(qiáng)度趨于零，即

.2013-4-165無(wú)限長(zhǎng)載流螺線管內(nèi)部磁場(chǎng)處處相等,外部磁場(chǎng)為零.2)選回路.++++++++++++

磁場(chǎng)的方向與電流成右螺旋.MNPO2013-4-166問(wèn)題3：在什么條件下才能用安培環(huán)路定理求解載流體系的磁場(chǎng)?2013-4-167例題：兩個(gè)平行長(zhǎng)直導(dǎo)線相距d＝40cm，每根導(dǎo)線載有電流，電流流向如本題圖所示。求：(1)兩導(dǎo)線所在平面內(nèi)與該兩導(dǎo)線等距的一點(diǎn)A處的磁場(chǎng)B；(2)通過(guò)圖中斜線所示面積的磁通量。(已知cm，l=25cm)2013-4-168 例一根很長(zhǎng)的同軸電纜，由一導(dǎo)體圓柱（半徑為a）和一同軸導(dǎo)體圓管（內(nèi)、外半徑分別為b、c）構(gòu)成，使用時(shí)，電流I從一導(dǎo)體流去，從另一導(dǎo)體流回，設(shè)電流都是均勻的分布在導(dǎo)體的橫截面上，求：（1）導(dǎo)體圓柱內(nèi)（r<a）；（2）兩導(dǎo)體之間（a<r<b）；（3）導(dǎo)體圓管內(nèi)（b<r<c）以及（4）電纜外（r>c）各點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小.abc解由可得2013-4-169§6-3:磁場(chǎng)對(duì)電流和運(yùn)動(dòng)電荷的作用

(ActionofMagneticFieldonCurrent)

本節(jié)重點(diǎn):3、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。2、洛倫茲力公式。1、安培定理。2013-4-170一.安培定理(重點(diǎn))：大?。悍较颍河捎沂致菪▌t確定任意形狀載流導(dǎo)線在外磁場(chǎng)中受到的安培力1.安培力A.M.Ampere2013-4-171xyOAIL在電流上任取電流元例1:在均勻磁場(chǎng)中放置一任意形狀的導(dǎo)線，電流強(qiáng)度為I,求此段載流導(dǎo)線受的磁力.解相當(dāng)于載流直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受的力，方向沿y向。2013-4-172例2:求兩平行無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線之間的相互作用力？解電流2處于電流1的磁場(chǎng)中同時(shí)，電流1處于電流2的磁場(chǎng)中，電流2中單位長(zhǎng)度上受的安培力電流1中單位長(zhǎng)度上受的安培力2013-4-173(1)定義:真空中通有同值電流的兩無(wú)限長(zhǎng)平行直導(dǎo)線，若相距1米，單位長(zhǎng)度受力(2)電流之間的磁力符合牛頓第三定律：則電流為1安培。(3)分析兩電流元之間的相互作用力兩電流元之間的相互作用力，一般不遵守牛頓第三定律討論(Discussion):2013-4-174例3：載流的長(zhǎng)直導(dǎo)線一側(cè)，有另一導(dǎo)線水平放置，長(zhǎng)為Ｌ，通有電流，兩者在同一平面。求水平導(dǎo)線所受磁力大小和方向。解：取圖示坐標(biāo)系，因?yàn)樗綄?dǎo)線處于不均勻磁場(chǎng)中，在電流元處的磁場(chǎng)大小Ｌ2013-4-175例4:求一載流導(dǎo)線框在無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線磁場(chǎng)中的受力和運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)解1234方向向左方向向右

整個(gè)線圈所受的合力：線圈向左做平動(dòng)13242013-4-176例5：在均勻磁場(chǎng)B中，通過(guò)一半徑為R的半圓導(dǎo)線中的電流為I，求該導(dǎo)線所受的安培力。合力F的方向?yàn)閥軸正方向。解：由導(dǎo)線受力的對(duì)稱性可知Ixy2013-4-177二.磁場(chǎng)對(duì)平面載流線圈的作用2013-4-178小結(jié)1、磁場(chǎng)線的概念。2、磁場(chǎng)的高斯定理：3、安培環(huán)路定理及在求解磁場(chǎng)方面的應(yīng)用:4、安培定理：2013-4-1791914年榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。主要貢獻(xiàn)：物理學(xué)史介紹：德國(guó)物理學(xué)家。發(fā)現(xiàn)X射線通過(guò)晶體時(shí)的衍射現(xiàn)象，既用于測(cè)定X射線的波長(zhǎng)又證明了晶體的原子點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)。MaxT.F.VanLaueM.V.勞厄(1879-1960)2013-4-1801967年榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。主要貢獻(xiàn)：物理學(xué)史介紹：美國(guó)物理學(xué)家。恒星能量的理論研究。HansAlbrechtBetheH.A.貝特(1906-)2013-4-181物理學(xué)與應(yīng)用技術(shù)煤礦中大都含有大量的硫化物成份，在燃燒時(shí)將產(chǎn)生對(duì)生物有害、污染環(huán)境的二氧化硫氣體，現(xiàn)在，利用磁分離技術(shù)就可以把煤中的硫化物成份分離出來(lái)，就可免除二氧化硫?qū)Νh(huán)境的毒害。將磨碎的煤粉經(jīng)過(guò)高梯度磁分離器，由于硫化物和煤(碳)的磁化率不同，在高梯度磁場(chǎng)中所受的磁力也就不相同，從而起到分離的效果。

磁分離技術(shù)用在污水的處理中：利用酶和污泥的磁化率的差異，用高梯度磁分離器可將之分離。另外，一定強(qiáng)度的磁場(chǎng)可以對(duì)一些微生物起到促進(jìn)生長(zhǎng)和繁殖的作用，從而使污泥中的微生物增大反應(yīng)速度，加快污水的處理。磁分離技術(shù)在水中加入強(qiáng)磁性磁粉(例如Fe3O4細(xì)粉，稱為磁性種子)，利用磁粉吸附水中的有害物質(zhì)，然后通過(guò)磁分離器將它們吸住后清除。利用這種分離方法，可以分離出污水尤其是工業(yè)

廢水中的細(xì)菌、病毒、合成洗滌劑及重金屬(如水銀(Hg)、鉛(Pb)、鉻(Cr)等)等有害物質(zhì)。

2013-4-182作業(yè)：P277頁(yè)預(yù)習(xí)：§6-3磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用思考題:第6-4題,第6-6題.練習(xí)題:第6-6題，第6-8題，第6-10題、第6-11題、

。2013-4-183§6-3:磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用

(ActionofMagneticFieldonCurrent)

本節(jié)重點(diǎn):2、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。1、洛倫茲力公式。2013-4-1841.洛倫茲力公式一、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)：重點(diǎn)大小方向:右手矢積法則.討論(Discussion):若q<0,則由反向決定.洛倫茲(1)若q>0,則由決定.若q<0,則由反向決定.2013-4-185xxxxxxxxxxxxxxxxXxxxxxxXxxxxxxx問(wèn)題4：能否利用磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的作用力來(lái)增大粒子的動(dòng)能？2013-4-186(2)安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn).(3)洛倫茲力始終與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直，故對(duì)電荷不作功.(4)在一般情況下，空間中電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)存在洛倫茲關(guān)系式:2013-4-1872.帶電粒子在均勻磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(重點(diǎn))情況粒子回轉(zhuǎn)周期與頻率2013-4-188一般情況帶電粒子作螺旋運(yùn)動(dòng)2013-4-189(1)磁聚焦原理

很小時(shí)3.應(yīng)用(Application):理解磁透鏡:短線圈,非均勻磁場(chǎng)產(chǎn)生.應(yīng)用:電真空器件(電子顯微鏡).2013-4-190(2)回旋加速器1932年勞倫斯研制第一臺(tái)回旋加速器的D型室.此加速器可將質(zhì)子和氘核加速到1MeV的能量，為此1939年勞倫斯獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).2013-4-191頻率與半徑無(wú)關(guān)到半圓盒邊緣時(shí)回旋加速器原理圖NSBO~N2013-4-192我國(guó)于1994年建成的第一臺(tái)強(qiáng)流質(zhì)子加速器，可產(chǎn)生數(shù)十種中短壽命放射性同位素.研究核物理,高能粒子2013-4-1932013-4-1942013-4-195直徑2000米的美國(guó)費(fèi)米國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的粒子加速器2013-4-196北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)2013-4-197安德森拍到的第一張照片，電子通過(guò)中央的鉛版發(fā)生偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)2013-4-198氣泡室中顯示出粒子軌跡的影象2013-4-199高能電子在汽泡室中的運(yùn)動(dòng)軌跡2013-4-1100....................+-AA’K+dL..................................................................................................(3)

荷質(zhì)比的測(cè)定速度選擇器微觀粒子的基本參數(shù),發(fā)現(xiàn)電子.2013-4-1101dL+-o上述計(jì)算的條件電子比荷2013-4-1102霍耳效應(yīng)（4）霍耳效應(yīng)(Halleffect):掌握2013-4-1103I霍耳電壓霍耳系數(shù)++++

+

+-----2013-4-1104I++++---P型半導(dǎo)體+-霍耳效應(yīng)的應(yīng)用2）測(cè)量磁場(chǎng)霍耳電壓1）判斷半導(dǎo)體的類型+++---N型半導(dǎo)體-I+-2013-4-1105例題：在一個(gè)汽泡室內(nèi)，磁場(chǎng)為20T。一個(gè)高能質(zhì)子垂直于磁場(chǎng)飛過(guò)時(shí)留下的圓弧軌跡的半徑為3.5m，求該質(zhì)子的動(dòng)量和動(dòng)能2013-4-1106小結(jié)1、安培定理：2、磁場(chǎng)對(duì)平面載流線圈的作用：3、洛倫茲力公式：4、各種應(yīng)用：5、霍爾效應(yīng)：2013-4-11072013-4-1108物理學(xué)與大自然極光是指常出現(xiàn)在地球高緯度地區(qū)高層大氣中的發(fā)光現(xiàn)象，是太陽(yáng)風(fēng)與地球磁場(chǎng)相互作用的結(jié)果。太陽(yáng)風(fēng)是太陽(yáng)射出的帶電粒子，當(dāng)它吹到地球上空時(shí)，會(huì)受到地球磁場(chǎng)的作用。地球磁場(chǎng)形如“漏斗”，尖端對(duì)著地球的南北兩個(gè)磁極，因此，太陽(yáng)發(fā)出的帶電粒子沿著地磁場(chǎng)的這個(gè)“漏斗”沉降，進(jìn)入地球的兩極地區(qū)。兩極的高層大氣受到太陽(yáng)風(fēng)的轟擊后會(huì)發(fā)出光芒，從而形成極光。在北半球出現(xiàn)的叫北極光，南半球出現(xiàn)的叫南極光。極光絢麗多彩，美妙絕倫。這是由于在高層大氣中含有不同元素的氣體，它們受轟擊后所發(fā)出的光顏色不同。例如，氧元素被激后發(fā)出的是綠光和紅光，氮元素被激后發(fā)出的是紫光，而氬元素被激發(fā)后則發(fā)藍(lán)光；所以，人們才能看到紅、藍(lán)、綠、紫相間的光線布滿天空。美麗的極光還呈現(xiàn)出變幻無(wú)窮的形狀。有帷幕狀、弧狀、帶狀和射線狀等多種形狀。

2013-4-11091966年榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。主要貢獻(xiàn)：物理學(xué)史介紹：法國(guó)物理學(xué)家。發(fā)現(xiàn)了用光學(xué)方法研究原子的能級(jí)的新途徑.F.A.Kekule(1902-1984)F.A.卡斯特勒2013-4-11101908年榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。主要貢獻(xiàn)：物理學(xué)史介紹：法國(guó)物理學(xué)家。發(fā)明應(yīng)用干涉現(xiàn)象的天然彩色攝影技術(shù)。GabrielLippmannG.里普曼(1845-19212013-4-1111作業(yè)：P277頁(yè)練習(xí)題:第6-13題，小結(jié)本章。預(yù)習(xí)：第八章：振動(dòng)與波動(dòng)2013-4-1112112第六章:磁場(chǎng)1.主要概念:磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁力線、磁通量、霍爾效應(yīng)。2.主要公式:2013-4-11131133.主要定律及重點(diǎn):（1）畢－薩－拉定律及應(yīng)用（載流直導(dǎo)線的磁場(chǎng)及載流圓線圈的磁場(chǎng)）。（2）安培環(huán)路定理在求解磁場(chǎng)方面的應(yīng)用。（3）安培定理。（4）帶電粒子在均勻磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。（5）霍爾效應(yīng)及應(yīng)用。2013-4-11141、載流導(dǎo)線上一電流元在真空中距其為處的P點(diǎn)產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度

。2、真空中磁場(chǎng)高斯定理的數(shù)學(xué)表達(dá)式為

。3、電荷為q，質(zhì)量為m的帶電粒子，以初速率v0進(jìn)入磁感強(qiáng)度為的均勻磁場(chǎng)中，且與垂直，若略去重力作用，則帶電粒子的回旋半徑R=

?？碱}練習(xí):2013-4-11154、下列有關(guān)穩(wěn)恒磁場(chǎng)的論述，正確的是（

）（1）畢——沙定律可以計(jì)算任意一段通電導(dǎo)線激發(fā)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；（2）安培環(huán)路定理只能適用于計(jì)算閉合通電導(dǎo)線激發(fā)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；（3）把一根磁鐵放進(jìn)封閉曲面內(nèi)，則通過(guò)該封閉曲面的磁通量一定不等于零；（4）由于磁感應(yīng)線的閉合性，因此通過(guò)任何非閉合曲面的磁通量一定是零；（A）(1)(2);