大学物理课件-磁场对电流的作用.pptVIP

(一)、洛仑兹力 洛仑兹力 洛仑兹力是磁场对运动电荷的作用。 （1）、洛仑兹力 大小： 方向：与q的正负有关 注意：洛仑兹力不做功 （2）、带电粒子在磁场中的运动 ? ? ? ? ? ? ? ? ? + + + + + + + + + + + + + + + R + 磁场对电流的作用 + + + + + + + + + 与 成 角 + + + + + + + + + + + + + + R 注意： 1）带电正负不同，运动绕向不同 2）带电大小不同，运动半径不同 3）粒子质量不同，运动半径不同 （二)、霍尔效应（Hall effect） + + + + + - - - - - I A B 1897年Hall在美国哈佛大学作了一实验： 实验表明： a b 1、实验现象 - + 2、理论分析 I ? ? ? ? ? ? ? ? ? A B - + + + + - - - - 运动电荷 所受洛仑兹力： 电场力： 二者平衡时： 霍尔电场： n为电子数密度 3、用途 判定P,N型半导体 若q0,为P型， 若q0,为N型， 若电流I流向与图示相反，则 若q0,为P型， 若q0,为N型， + + + + + - - - - - I A B - + a b (三)、安培定律 1、安培定律 电流元 在磁感应强度 的磁场中受力 大小： 方向：右手螺旋，垂直 与 组成的平面 安培定律 磁 场 安培定律 一段载流导线受的安培力 大小： 方向：右手螺旋，垂直 与 组成的平面 电流元 在磁感应强度 的磁场中受力 2、应用 例1：求两根无限长载流平行直导线间的相互作用。 解：以电流 为研究对象，取电流元 电流 在电流元处产生的磁感应强度为： 电流 单位长度受的安培力 电流元 受到的安培力 同理，电流 单位长度受的安培力 国际单位制（SI）中电流的单位安培可如此定义： 两直导线间距 时，且通有相同的电流 单位长度（1m）受的安培力大小为 解：1）过圆心O取直角坐标系OXY,在圆弧上任取电流元 ， 则电流元处电流 的磁感应强度 据安培定理得 大小为 方向如图 例2：如图所示，载有电流 的无限长的直导线，沿 半径为R的半圆形电流 的直径AB放置，方向如图。 试求：1）半圆弧ACB所受安培力的大小和方向。 A B y x x C 由于对称性 因此 方向沿x正向 问：补成一个圆受力怎样？ 取电流元 受力 分解成 可知， 方向沿x正向 因此，整个圆受的安培力 方向沿x正向 X Y R 例3：如图所示，在均匀磁场中有一圆弧电流acb，求 其所受的安培力。 分解为x轴分量 y轴分量 方向向上 由对称性 解（方法一）对于圆弧取一电流元 ，其受的安培力 方向沿圆弧向外 （方法二）补充导线ba使成回路acba，由安培力公式得 闭合电流在匀强磁场中受的安培力 I和B是常量 结论： 1、闭合电流在匀强磁场中受到安 培力的矢量和为零 2、圆弧电流acb的安培力相当于直 线电流ab所受安培力 结论： 1、任意形状闭合电流在匀强磁场中受到安培力矢量和为零 2、任意形状电流adb受的安培力相当于直线电流ab所受安培力 解题思路和方法： 1、选定研究对象 2、确定磁场方向 3、在所求受力载流导线上取电流元 ，分析其受力， 根据安培定律 确定 的大小和方向。 4、表示出 沿各坐标轴的投影式，统一变量，确定积 分上下限，积分求出各分量 5、最后根据 求出 ，方向按具体情况而定 (四)、磁场对载流线圈的作用 线圈各边受力为： 力偶矩： 称为线圈磁矩 方向：沿转轴向上