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* * 第五章 磁力 §5.1 磁力 ? 基本的磁现象： ? 磁感应强度的定义 §5.2 带电粒子在磁场中的运动 ? 带电粒子在均匀磁场中的匀速圆周运动 ? 带电粒子在磁场中的螺旋线运动 提纲 ? 运动电荷的电场 * 高斯定律与运动电荷 * 匀速运动点电荷的电场 * 静止电荷对运动电荷的作用力 作业：7-3，7-4 静止电荷对静止电荷的作用， 满足库仑定律。 第五章磁力 ? 前言（清华第三册第二章） 静止 静止 运动 静止电荷对运动电荷的作用 仍满足库仑定律。 运动电荷对静止电荷的作用， 即它产生的电场，因速度方向 特殊而不同于静止电荷的场。 它不遵守库仑定律， 而高斯定律仍然成立 运动 因为高斯定律给出场源电荷与它周围电场的总体关系 *高斯定律是关于场源电荷与它的电场的普遍规律 * 电场的变换 这可用运动的平板电容器长度缩短。 面电荷密度变大来说明 Z’ X’ O’ S’ +?’ ??’ l0 Z X O S ?? +? l 运动的电容器取为S’系，它相对于观察者S系运动。 在垂直于电荷板运动方向 的电场强度增大到 ? 倍。 * 匀速运动电荷的电场不再具有球对称性。 用相对论可证明：匀速运动的点电荷的电场线， 仍然是沿着径向，在垂直于速度方向上靠拢。 * 静电场对运动电荷的作用 从力的相对论变换（见第一册p256 式6.49)可得出 静电场对电荷 q 的作用力与它的运动速度无关。 *加速运动的点电荷的电场，有横向分量。 静止电荷对运动电荷的作用，仍满足库仑定律。 不因运动而不同。实验证实了这一点。如在示波管 中两个静止的平行带电平板间形成静电场，对通过 板间电子束偏转的实验测量表明，作用在电子上的 力的确与电子速度无关。都用 来计算。 软件CAIUPS中运动的点电荷之电场线 的图示说明：点电荷从静止、加速、匀 速、减速、静止往复变化时的电场的 分布。 软件FPCAI中的推迟势也有电力线的 图示及解说，用来说明运动电荷的电 场分布。 磁针和磁针； §5.1 磁力 磁力与运动电荷对运动电荷的 相互作用有关。 ? 基本的磁现象： 载流导线与载流导线的相互作用。 在磁场中运动的电荷受到的磁力； 磁铁与载流导线的相互作用； I N S 结论 N S N S 实验表明：电量为 的带电粒子，其速度为 , 在静电场 中受到一种与速度无关的力 ； ? 磁感应强度的定义： 受到另一种与速度有关 的力，称为洛仑兹力： 也写为 q ? – + 其合力为： 这个与速度有关的力来源于另外的 运动电荷的场，称为磁场。 描述磁场的基本物理量是磁感应强度 。 的定义 当带电粒子的速度沿磁场某一方向运动时， 受力为零的方向,定义为磁感应强度的方向。 当它的速度垂直于该方向时， 受力最大。为 规定： 速度与 正方向的矢量 积方向为该磁力的方向 。 当带电粒子的速度在任意方向时， 受力 大小与 成正比， 为 和 之间的夹角。所以： 单位：在国际单位制中：1[T]=1特斯拉 磁感应强度B的量纲[MT?2I?1] 同样可用磁力线形象地描绘磁场的分布。 ? 带电粒子在均匀磁场中的匀速圆周运动 半径 §5.2 带电粒子在磁场中的运动 将速度分解为平行于磁场和垂直于磁场的分量； 垂直于磁场的速度分量提供做匀速圆周运动的 向心力，运动方程 为速度与磁感应 强度之间的夹角。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? m q