电磁学讲义10-磁场力.pdf

第四章稳恒磁场、电磁感应 磁学的发展 • 最初：有两种磁荷，形成了磁棒两极。 – 库仑：磁荷作用定律 – 历史证明磁荷是不存在的，只可以作为一种 等效模型使用。 • 发展：一切磁现象都是由电流产生的。 – 安培：电流元间的磁相互作用力的定律 – 将磁现象的起源归于电流。 • 现在：磁现象的本质是磁场。 – 麦克斯维：电磁场理论 运动电荷 电磁场 运动电荷 §4.1磁场力 • 电荷在磁场中的受力－洛伦兹力 • 电流在磁场中受力 电荷受磁场力-洛伦兹力 磁感应强度的定义 • 在磁场中某点处，有一运动的试探电荷,其受磁 场力称为洛伦兹力，满足如下关系： F qv ×B • 式中的矢量Ｂ定义为该点的磁感应强度， – 磁感应强度是磁场的属性，不随测试电荷变化。可 以采用矢量场线描绘磁场。 – 在该点，小磁针Ｎ极指向Ｂ的方向。 – 当电荷速度与Ｂ平行或反平行，Ｆ为０ – Ｆ的方向垂直ｖ和Ｂ决定的平面, 并符合右手定则，大小为F qvB sinθ – B单位是特斯拉 (特)(1T=1N/(A.m)) ； 4 – 此外还有高斯单位制也常用到(高斯，G ： 1T=10 G) 电荷受电磁场力-洛伦兹力公式 • 电荷在电磁场中的受力表示 称为洛伦兹力公式 – 在任何条件下都严格成立。 F q (E +v ×B ) H.A. Lorentz (1853-1928)荷兰 • 磁场对粒子的作用力总是垂直于粒子的速度， 因此，磁场力不对粒子做功。 • 粒子在均匀磁场中运动，速度与磁场垂直，将 导致圆周运动。圆周运动的频率反映了粒子的 荷质比，称回旋频率 B B q f ⋅ ＋ 2 π m F （推导见见教材P.24） v 通电导线在磁场中受力－安培力 I 电流元Id l所受安培力公式： Idl