第20章-磁場對電流的作用2010.ppt

1、磁場對電流的作用,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。 能計算簡單幾何形狀載流導(dǎo)體和載流平面線圈在 均勻磁場中或在無限長直載流導(dǎo)線產(chǎn)生的非均勻 磁場中所受的力和力矩。能分析點電荷在均勻電場 和均勻磁場中的受力和運動。,本章重點： 安培定律,洛倫茲力。磁矩。 本章難點： 載流導(dǎo)體在無限長直載流導(dǎo)線產(chǎn)生的非均勻磁場 中所受的力。載流平面線圈在均勻磁場中所受的 力矩推導(dǎo)。,返回目錄,下一頁,上一頁,第二十章 磁場對電流的作用,20.2 安培力磁場對載流導(dǎo)線的作用,20.3 均勻磁場對載流線圈的作用,20.1 磁場對運動電荷的作用,20.4 磁力作功,返回總目錄,20.1 磁場

2、對運動電荷的作用,20.1.1 洛倫茲力,磁場對運動電荷的作 用力稱為洛倫茲力,方向由右手螺旋法則判斷,實驗表明，磁場中電量為q,速度為v的電荷受到磁力為,式中,為運動電荷,的速度,與磁感應(yīng)強度,的夾角。,與,組成的平面,F方向總是垂直于,(a),(b),返回本章目錄,下一頁,上一頁,返回本章目錄,下一頁,上一頁,20.1.2 帶電粒子在磁場中的運動,返回本章目錄,下一頁,上一頁,返回本章目錄,下一頁,上一頁,帶電粒子在非均勻磁場中的運動,磁聚焦,粒子 源A,接收 器 A,磁聚焦原理, 很小時,將一束發(fā)散角不大的帶電粒子束，當(dāng)它們在磁場B的方向上具有大致相同的速度分量時，它們有相同的螺距。經(jīng)過

3、一個周期它們將重新會聚在另一點，這種發(fā)散粒子束會聚到一點的現(xiàn)象與透鏡將光束聚焦現(xiàn)象十分相似，因此叫磁聚焦。,磁聚焦法測量荷質(zhì)比,由陽極小孔射出的電子的動能為,應(yīng)用 電子光學(xué) , 電子顯微鏡等 .,返回本章目錄,下一頁,上一頁,向右,方向向內(nèi),返回本章目錄,下一頁,上一頁,即,方向向左,排斥力,20.1.3 霍耳效應(yīng),返回本章目錄,下一頁,上一頁,返回本章目錄,下一頁,上一頁,返回本章目錄,下一頁,上一頁,20.2 磁場對載流導(dǎo)線的作用,一 安培定律,每個載流子受力,磁 場,返回本章目錄,下一頁,上一頁,方向向內(nèi),思考,返回本章目錄,下一頁,上一頁,方向向內(nèi),方向向上,方向向上,思考,返回本章目

4、錄,下一頁,上一頁,提示,I1,a,L,I2,返回本章目錄,下一頁,上一頁,方向如圖,根據(jù)對稱性,有,推廣,I,X,Y,C,D,R,Y,返回本章目錄,下一頁,上一頁,非直線電流在非均勻磁場中受力,兩者絕緣,方向沿矢徑向外,根據(jù)對稱性,有,I1,I2,X,r,二 兩個平行電流的相互作用力,返回本章目錄,下一頁,上一頁,I1產(chǎn)生磁場,方向向內(nèi),方向向左,導(dǎo)線2每單位長度受力,同樣可導(dǎo)出導(dǎo)線1每單位長度受力,I1,I2,返回本章目錄,下一頁,上一頁,電流單位安培的定義,此時每根導(dǎo)線中的電流定義為,I=1安培,20.3 磁場對載流線圈的作用,閉合載流導(dǎo)線在均勻磁場中將受到一力矩作用,各邊受力,方向向下

5、,方向向上,對O產(chǎn)生一個力矩,a,b,c,d,討論：,/,a,d,定義線圈磁矩：,穩(wěn)定平衡,不穩(wěn)定平衡,1） 方向與 相同,2）方向相反,3）方向垂直,力矩最大,解：建立如圖所示的坐標(biāo)系,3如圖4-9所示，盤面與均勻磁場B成角的帶電圓盤，半徑為R，電量Q均勻分布在表面上，當(dāng)圓盤以角速度繞通過圓盤中心與盤面垂直的軸線轉(zhuǎn)動，求圓盤在磁場中所受的磁力矩。,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)，則此圓環(huán)上的電量為,由于圓盤以角速度繞軸線轉(zhuǎn)動，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。,20.4 磁力作功,返回本章目錄,下一頁,上一頁,1載流導(dǎo)線在磁場中運動時磁力作功,返回本章目錄,下一頁,上一頁,2載流線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時磁力矩作功,3.一般情況,磁力矩做正功時使 減小,