磁场对载流导线作用（北邮）(08。11).ppt

9-3 磁场对载流导线的作用 1、均匀磁场中载流直导线所受的作用力： 2、均匀磁场任意形状导线所受的作用力： 3、非均匀磁场对载流导线的作用： 二、 “安培” 的定义 讨论： 三、磁场对载流线圈的作用 2、非均匀磁场对载流线圈的作用： 9—4 磁场对运动电荷的作用 ?磁聚焦： ?电子的反粒子 电子偶： ?质谱仪 ?磁约束：带负电 ?北极光： ?回旋加速器： ?霍耳效应： 霍耳效应的应用 ?磁流体发电 高温等离子体（导电流体）以1000ms-1的高速进入发电通道，便能在电极上连续输出电能。 导电流体 发电通道 电极 * 一、安培力： 中，有带电粒子数： 一段载流导线在磁场中的受力。 I B 取电流元 方向 方向 ? × 解： O y P x L I Idl 电流元Idl, 它所受的力： :由O P 在均匀磁场中,任意形状的载流导线所受的磁场力,与其起点和终点相同的载流直导线所受的磁场力是相同的。 结论： 推论 均匀磁场中任意形状闭合载流线圈受合力为零。 例： I F=2I R B I F＝0 F=2I R B I 解： 例：一无限长直载流导线的磁场对另一直载流导线ab的作用力。 L x d b a x o 例 半径为 载有电流 的导体圆环与电流为 的长直导线 放在同一平面内（如图），直导 线与圆心相距为 d ， 且 R d 两者间绝缘 , 求 作用在圆电流上的 磁场力. O d R 解 O d R . O d R . O d R . 应用举例 安培秤（磁秤）可用来测量匀强磁场的磁感应强度： 线圈底边受安培力 与新添加砝码的重力平衡 F I B b 1、平行载流导线间相互作用： 同向电流相吸异向电流相斥 2、 “安培” 的定义： 调节 使 ? 两电流元之间的安培力一般不满足牛顿第三定律。 ? 两电流元平行且与它们的连线垂直时，它们之间的安培力满足牛顿第三定律。 实际上，恒定电流元是闭合回路一部分，闭合回路之间的相互作用力符合牛顿第三定律。 1、均匀磁场对矩形载流线圈的作用： 磁力矩： B B 如果线圈有N匝， 讨论： 磁力矩： 匀强磁场中，适合任何形状的平面线圈 非稳定平衡 M最大 稳定平衡 结论：力矩 总是使 转向 方向。 结论： 在均匀磁场中，平面载流线圈无平移，所受的磁力矩总是使磁矩 转向 的方向。 例：有N匝通电线圈，面积为S，放在磁场中，B的方向与线圈平面成300角，问： （1）线圈的磁矩是多少？ （2）此时线圈所受力矩的大小和方向？ 解： I 的方向与 成1200夹角。 （2） 的方向： I 稳定平衡时，向磁场较强处运动。 S N S N 但处于非稳定平衡时，向场强弱的方向运动。 N S N S 一、若电场和磁场同时存在： 二、带电粒子在匀强磁场中运动： 洛伦兹力 1、作圆周运动： 半经： 周期： 2、作螺旋线运动： 螺距 半经： 周期： 应用于电子显微镜中。它起了光学透镜聚焦的作用。 匀强磁场对从A点发出一束 相差不大、 与 的夹角不同，但都很小的粒子，起磁聚焦作用。 显示正电子存在的云室照片及其摹描图。 1930年狄拉克预言自然界存在正电子。 70 72 73 74 76 锗的质谱 速度选择器： . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - + 速度选择器 照相底片 质谱仪的示意图 粒子运动形成的电流其 与磁场 反向，故受到指向场强减弱方向的磁力。 ?早先的带电粒子加速器是在直线 轨道上加速： ?1930年，劳伦斯（美）制成回旋 加速器。 1939年获诺奖。 临近瑞士一法国边界，在绿色田野下的深处有一座隧道迷宫。它占地556万平方米，这里就是欧洲原子核研究组织?????????????????? 　欧洲原子核研究组织的粒子加速器长6.5千米以上，是已建造的最大的机器之一。环状的加速器建于1976年，深埋于地下，有15层楼那么高。 　　原子核研究组织还有一处甚至更大的隧道。它建于1989年，直径达27米。粒子碰撞实验是在地下深处的隧道里进行的。 　　如今几乎每户人家都有一台粒子加速器的原始形式—电视。在显像管内部，