安培环路定理和洛仑兹力.ppt

频率与半径无关 到半圆盒边缘时 回旋加速器原理图 N S B O ~ N 我国于1994年建成的第一台强流质子加速器 ，可产生数十种中短寿命放射性同位素 . 例 2 有一回旋加 速器，他 的交变 电压的 频率为 ，半圆形电极的半径为0.532m . 问 加速氘核所需的磁感应强度为多大？氘核所能达到的最大动能为多大？其最大速率有多大？（已知氘核的质量为 ，电荷为 ）. 解 由粒子的回旋频率公式，可得 霍 耳 效 应 4 . 霍耳效应 I 霍耳电压 霍耳系数 + + + + + + - - - - - 量子霍尔效应（1980年） 霍耳电阻 I + + + + - - - P 型半导体 + - 霍耳效应的应用 2）测量磁场 霍耳电压 1）判断半导体的类型 + + + - - - N 型半导体 - I + - 第十一章 稳恒磁场 11 – 5 带电粒子在电场和磁场中的运动 第11-2讲 安培环路定理 洛仑兹力 一 磁 感 线 规定：曲线上每一点的切线方向就是该点的磁感强度 B 的方向，曲线的疏密程度表示该点的磁感强度 B 的大小. I I I §11-3 磁通量、磁场的高斯定理 二 磁通量 磁场的高斯定理 S N I S N I 磁场中某点处垂直 矢量的单位面积上通过的磁感线数目等于该点 的数值. 磁通量：通过某一曲面的磁感线数为通过此曲面的磁通量. 单位 物理意义：通过任意闭合曲面的磁通量必等于零 （故磁场是无源的.） 磁场高斯定理 例 如图载流长直导线的电流为 , 试求通过矩形面积的磁通量. 解 先求 ，对变磁场给出 后, 积分求 一 安培环路定理 o 设闭合回路 为圆形回路（ 与 成右螺旋） 载流长直导线的磁感强度为 §11-4 安培环路定理 o 若回路绕向化为逆时针时，则 对任意形状的回路 与 成右螺旋 电流在回路之外 多电流情况 以上结果对任意形状的闭合电流（伸向无限远的电流）均成立. 安培环路定理 安培环路定理 即在真空的稳恒磁场中，磁感应强度 沿任一闭合路径的积分的值，等于 乘以该闭合路径所包围的各电流的代数和. 电流 正负的规定 ： 与 成右螺旋时， 为正；反之为负. 注意 问 1） 是否与回路 外电流有关？ 2）若 ，是否回路 上各处 ？ 是否回路 内无电流穿过？ 二 安培环路定理的应用举例 例1 求长直密绕螺线管内磁场 解 1 ) 对称性分析螺旋管内为均匀场 , 方向沿轴向, 外部磁感强度趋于零 ，即 . 无限长载流螺线管内部磁场处处相等 , 外部磁场为零. 2 ) 选回路 . + + + + + + + + + + + + 磁场 的方向与电流 成右螺旋. M N P O 当 时，螺绕环内可视为均匀场 . 例2 求载流螺绕环内的磁场 2）选回路 . 解 1） 对称性分析；环内 线为同心圆，环外 为零. 令 例3 无限长载流圆柱体的磁场 解 1）对称性分析 2）选取回路 . 的方向与 成右螺旋 例4 无限长载流圆柱面的磁场 解 一 带电粒子在电场和磁场中所受的力 电场力 磁场力（洛仑兹力） + 运动电荷在电场和磁场中受的力 方向：即以右手四指 由经小于 的角弯向 ，拇指的指向就是正电荷所受洛仑兹力的方向. §11-5 带电粒子在电场和磁场中的运动 例 1 一质子沿着与磁场垂直的方向运动, 在某点它的速率为 . 由实验测得这时质子所受的洛仑兹力为