[理学]磁4.ppt

解： 设 为 和 之间的夹角 OP所受磁场力沿Oz轴负方向，大小为 QR所受磁场力沿Oz轴正方向，大小为 RO所受磁场力沿Oy轴负方向，大小为 PQ所受磁场力沿Oy轴正方向，大小为 磁力矩为 磁力矩使线圈顺时针转动（面对Oy轴方向看） （2）线圈在 时，通过线圈平面的磁通量 线圈转至平衡位置时 通过线圈平面的磁通量 所以在这运动过程中磁场力作功 例.总匝数为N的均匀密绕平面螺线圈，半径由R1绕至R2，通有电流I，放在磁感应强度为B的均匀磁场中，磁场方向与线圈平面平行，如图所示。试求： (1)平面线圈的磁矩 (2)线圈在该位置所受到的磁力矩 (3)线圈在磁力矩作用下转到平衡位置过程中，磁力矩所做的功 解： 取半径为r，宽度为dr的细圆环线圈，匝数为： 细圆环线圈的磁矩： 方向：垂直板面向外 总磁矩： 方向：垂直板面向外 (1)平面线圈的磁矩 (2)线圈在该位置所受到的磁力矩 总磁矩： 方向：垂直纸面向外 磁力矩 方向：沿板面垂直磁场向上 (3)线圈在磁力矩作用下转到平衡位置过程中，磁力矩所做的功 磁力矩对半径为r，宽度为dr的细圆环线圈所作的功为： 磁力所作的总功： 有一由N匝细导线绕成的平面正三角形线圈，边长为a，通有电流I，置于均匀外磁场B中，当线圈平面的法向与外磁场同向时，该线圈所受的最大磁力矩的值为： 如图，匀强磁场中有一矩形通电线圈，它的平面与磁场平行，在磁场作用下，线圈发生转动，其方向是： A）ab边转入纸内，cd边转出纸外。 B）ab边转出纸外，cd 边转入纸内。 C）ad边转入纸内，bc边转出纸外。 D）ad边转出纸外，bc边转入纸内。 a b c d 已知面积相等的载流圆线圈与载流正方形线圈的磁矩之比为2：1，圆线圈在其中心处产生的磁感应强度为B0，那么正方形线圈（边长为a）在磁感应强度为B的均匀外磁场中所受的最大磁力矩为 ： 有一半径为R的单匝圆线圈，通以电流I，若将该导线弯成匝数N=2的平面圆线圈，导线长度不变，并通以同样的电流，则线圈中心的磁感应强度和线圈的磁矩分别是原来的 A）4倍和1/8 B）4倍和1/2 C）2倍和1/4 D）2倍和1/2 在同一平面上有两个同心的圆线圈，大圆的半径为R，通有电流I1，小圆的半径为r，通有电流I2，（如图）则小线圈所受的磁力矩为 ，同时小线圈还受到使它 的力。 一线圈由半径为0.2米的1/4圆弧和相互垂直的两直线组成，通以电流2A，把它放在磁感应强度为0.5T的均匀磁场中，求： 1）线圈平面与磁场垂直时，圆弧AB所受的磁力。 2）线圈平面与磁场成60度角时，线圈所受的磁力矩。 O A B 作业: 8.29,8.34,8.35,8.37 电场力 磁场力 　　当离子进入两板之间,它们将受到电场力和磁场力的作用,两力的方向相反,只有速率等于E/B’的离子,才能无偏转地通过两板间的狭缝沿直线运动。 首先用互相垂直的均匀电场和均匀磁场对带电粒子联合作用,选择速度适宜的带电粒子。 速度选择器原理 上式中，除质量外m ，其余均为定值，半径R 与质量m 成正比，即同位素离子在磁场中作半径不同的圆周运动 ,这些离子将按照质量的不同而分别射到照相底片AA’上的不同位置,形成若干线谱状的细条，每一细线条代表不同的质量 。 从S0射出的离子进入磁感应强度为B的磁场后,受磁场力的作用将作圆周运动，半径为 依据离子在照相底片上的位置可算出这些离子的相应质量。所以这种仪器叫质谱仪。可精确测同位素相对原子量。 带电粒子电荷量与质量之比称做带电粒子的比荷，是反映基本粒子特征的重要物理量。质谱仪可测定不同速度下的比荷 实验发现，高速情况下同一粒子比荷有所变化，这是由于带电粒子质量按相对论关系变化引起的，与电荷无关。这就验证了带电粒子的运动不改变其电荷量。 4. 霍耳（E.C.Hall)效应 在一个通有电流的导体板上，垂直于板面施加一磁场，则平行磁场的两面出现一个电势差，这一现象是1879年美国物理学家霍耳发现的，称为霍耳效应。该电势差称为霍耳电势差 。 半导体 金属 实验指出，在磁场不太强时，霍耳电势差 U与电流强度I和磁感应强度B成正比，与板的宽d成反比。 RH称为霍耳系数，仅与材料有关。 原理 霍尔效应是由于导体中的载流子在磁场中受到洛仑兹力的作用发生横向漂移的结果。下面以金属导体为例，来说明其原理 1 2 其中载流子是电子，运动方向与电流流向相反，如果在垂直于电流方向加一均匀磁场，这些自由电子受洛仑兹力的作用，大小为 EH 1 2 EH 洛仑兹力向上，使电子向上漂移，使得金属薄片上侧有多余负电荷积累，下侧缺少负电荷，有多余正电荷积累，结果在导体内形成附加电场，称霍尔电场。此电场给电子电场力与洛仑兹力反向，大小为 当Fe=FH 时不再有飘移，载