大學(xué)物理電子教案磁場對電流的作用

第十章磁場對電流的作用（actionofmagneticfieldonthecurrent）§10—1磁場對電流元的作用（actionofmagneticfieldonthecurrentelement）一、安培定律（AmpereLaw）一、安培定律（AmpereLaw）電流元受到磁場的作用大小（size）方向（direction）同故1、計算（compute）（1）公式（2）方法取電流元，用定律寫出其受力積分求整個電流的受力矢量積分要注意“標量”化多變量時要注意統(tǒng)一變量（3）例題（example）如圖，一半徑為R的載流（I）半圓線圈置于均勻磁場中，求其受力。oIy如圖，一半徑為R的載流（I）半圓線圈置于均勻磁場中，求其受力。oIy解（1）任取電流元，用定律寫求其受力其大小方向如圖（2）分解成標量（3）統(tǒng)一變量積分（）二、兩平行長直截流導(dǎo)線間的相互作用力（interactionoftworectilinearcurrentlead）實為場對電流的作用力在產(chǎn)生的場方向?qū)崬閳鰧﹄娏鞯淖饔昧υ诋a(chǎn)生的場方向?qū)Φ淖饔昧⊙單位長度的作用力同法可得對的作用力單位長度的作用力§10—2磁場對截流線圈的作用（actionofmagneticfieldwithcurrentloop）對截流線圈的作用(actionofmagneticfieldwithcurrentloop)B⊙bcdIa1、力(force)B⊙bcdIa（1）等大、反向、共線、抵消（2）等大、反向、不共線、成力偶2、力矩(momentofforce)（1）大小，（2）方向同,磁矩二、運動狀態(tài)(stateofmotion)1、轉(zhuǎn)動條件：當時、2、平衡條件：，穩(wěn)定平衡，非穩(wěn)定平衡三、磁力矩(momentofmagneticforce)1、定義(definition)2、功(work)轉(zhuǎn)動力矩的功四、隨堂練習(xí)(practiceontheclass)如圖，一載流線半徑為R，載流為I，置于均勻磁場中，求：1、線圈受到的安培力；2、線圈受到的磁力矩（對Y軸）解（1）取電流元如圖，其受力大小方向：☉沿A軸積分可得圓電流的受力（2）據(jù)定義，磁力矩其大小方向：沿Y軸負向§10—3洛倫茲力(Lorenzforce)一、洛倫茲力(Lorenzforce)1、概念concept)磁場對運動電荷的作用力，起源于安培力2、公式(formula)運動電荷速度，電量，導(dǎo)體中該帶電粒子數(shù)密度為該電源僅有電荷運動而生，則由安培定律可得安培力（即的受力）實為時間內(nèi)通過面S的電量，在本例中就是，故的受力其大小

方向同 反二、霍耳效應(yīng)(Halleffect)現(xiàn)象(phenomenon)現(xiàn)象(phenomenon)場中置一半導(dǎo)體薄片,讓的電流流過，則在薄片上下兩底面可見異號電荷出現(xiàn)（產(chǎn)生電勢差）2、解釋(explain)可用洛倫茲力來解釋以正電子形成電流為例，則正電子受力方向如圖，故面堆積正電荷，堆積負電荷3、應(yīng)用（application）很廣，如霍耳電機，霍耳元件等§10—4帶電粒子在電場和磁場中的運動(motionofchargedparticlesinelectricandmagneticfield)一、在電場中(motionofchargedparticlesinelectricandmagneticfield)1、受力(force)2、運動勻加速運動，可按質(zhì)點處理二、在均勻磁場中(motioninmagneticfield)1、受力(force)大?。悍较颍?，同2、運動(motion)（1），2、運動(motion)（1），，勻直運動（2），向心力，圓周運動（3），可分解合成，作螺旋運動使粒子勻直運動合成，作螺旋運動使粒子圓周運動螺旋半徑由解得螺距（）三、在電場及磁場中(motioninelectricandmagneticfield)1、受力(force)2、運動(motion)一般較復(fù)雜。需視力而定，在特例 中作勻直運動，其速率常被用作選速器中作勻直運動，其速率常被用作選速器四、隨堂練習(xí)(practiceontheclass)如圖，質(zhì)量為，電量為的粒子，以速度如圖，質(zhì)量為，電量為的粒子，以速度射入均勻磁場中，已知磁在X軸方向上寬，粒子離開磁場后在X軸方向上前進的距離為