第四章稳恒磁场.ppt

4.16 霍耳效应 做题： 第四章 小结 一、基本现象 1、磁极：N极-指北、S极-指南 2、电流与磁铁间相互作用，电流与电流间相互作用 3、磁场：磁铁或电流在其周围空间里产生一个磁场。 运动电荷之间的相互作用通过磁场来传递。 二、实验规律 1、安培定律： 2、毕奥-萨伐尔定律： 三、基本规律 1、磁场的“高斯定理”： 2、安培环路定理： 4.7 安培环路定理(Ampère circuital theorem) 4.8 安培环路定理的应用 4.9 安培力(Ampère force) 4.10 平面线圈在均匀磁场中受的力矩 S 4.12 洛仑兹力 1.洛仑兹力(Lorentz force) 磁场对运动电荷的作用力称为洛仑兹力。 粒子滤速器 4.13 带电粒子在均匀磁场中的运动 4.14 电子的发现 真正在实验上确定电子的存在应归功于汤姆孙。 4.15 回旋加速器 其基本原理就是利用了回旋共振频率与速度无关的性质。 回旋加速器(cyclotron)的核心部分为两个D形扁平盒，叫做D形电极。 4.1 磁场 1、磁的基本现象 （1）磁铁的磁现象： （2）奥斯特的实验： 指南 指北 （3）磁场对电流有作用力： 2、磁场 磁铁或电流相互间的磁力作用是通过磁场来传递，磁铁或电流在其周围空间里产生一个磁场，磁场的基本性质之一就是它对于任何置于其中的其他磁铁或电流施加磁力作用，对此，可以用以下图式表示： 磁场 电流 电流 磁铁 磁铁 安培提出了这样一个假说：组成磁铁的最小单元（磁分子）就是环形电流，如果这些分子环流定向地排列起来宏观上就会显示出N、S极来，这就是安培分子环流假说。 磁场 运动电荷 运动电荷 因此产生磁现象本源只有一个，就是电荷的运动。磁力的作用实际上就是电荷之间的相互作用，这种作用是通过磁场来传递，用图式表示则有： 4.2 安培定律 电流和电流之间相互作用的基本规律是安培定律(Ampère law)。 之所以出现与牛顿第三定律相悖的结果，其原因是根本不存在两个孤立稳恒电流元。（因为稳恒电流只存在于闭合回路中，在实验上无法实现一个孤立的稳恒电流元）。如果计算出两载流回路的作用力，可知二者满足牛顿第三定律，两力大小相等，方向相反（对于两回路，安培定律 ） 4.3 磁感应强度矢量 像在电场中用电力线描述电场分布一样，也可以用磁感应线来描述磁场的分布。磁感应线 (lines of magnetic induction) 是这样一些曲线，其上每一点的切线方向与该点的磁感应强度方向一致。 电流元的磁场里，磁感应线的方向可以用右手定则(right-hand rule)确定。 4.4 载流直导线的磁场 1.一段载流直导线的磁场 2.无限大载流平面的磁场（以无限长载流直导线为基础） 如图所示，一无限大载流平面上均匀流有电流，单位宽度上电流（或称为面电流密度）为i,计算板外任一点的磁感应强度。 3.在一半径为R的无限长半圆柱金属片上自下而上地有电流I流过，设电流均匀分布，试求圆柱轴线上任一点的 。 4.5 载流圆线圈和螺线管 1.载流圆线圈轴线上的磁感应强度 2.如图，长直导线沿半径方向接于铁环B、C两点，电流强度为I，求环心O处的 。 3.一半径为R的半球面上均匀分布电荷，面密度为 ，今使球面绕其轴线以角速度 旋转，求球心处 。 4.载流螺线管(solenoid)轴线上的磁场（以载流圆环为基础） 4.6 磁场的“高斯定理”(“Gauss theorem”of magnetic field) 1.磁感应通量（磁通量）(magnetic flux) 2.磁场的“高斯定理”