运动电荷电流在磁场中所受的力.ppt

力与速度方向垂直：不改变速度大小，只改变速度方向。洛仑兹力对运动电荷不做功。若同时存在电场和磁场:——洛仑兹关系式一、洛仑兹力§4运动电荷在磁场中的运动大小1

二、运动电荷(带电粒子)在磁场中的运动1.均匀磁场中（1）如果与相互(反)平行粒子作匀速直线运动。（2)如果与垂直粒子作匀速圆周运动。提示：可根据粒子轨迹判断粒子所带电荷的正负。(示例见下页)2

电子的反粒子电子偶显示正电子存在的云室照片及其摹描图铝板正电子电子1930年狄拉克预言自然界存在正电子3

粒子作螺旋运动（3）如果与斜交成?角0应用磁聚焦4

磁聚焦在均匀磁场中点A发射一束初速度相差不大的带电粒子,它们的运动方向与磁场方向之间的夹角不同,但都较小,这些粒子沿半径不同的螺旋线运动,因螺距近似相等,相交于屏上同一点(A’),此现象称为磁聚焦.聚焦磁极应用电子光学，电子显微镜等.5

2.带电粒子在非均匀磁场中运动(特征)1)向磁场较强方向运动时，螺旋半径不断减小.2)粒子受到的洛仑兹力恒有一个指向磁场较弱方向的分力,可使粒子沿磁场方向的速度减小到零,从而反向运动.非均匀磁场应用磁镜6

磁镜磁场：轴对称中间弱两边强粒子将被束缚在磁瓶中磁镜：类似于粒子在反射面上反射（名称之来源）在受控热核反应中用来约束等离子体7

1质谱仪7072737476锗的质谱...................................................................+-速度选择器照相底片质谱仪的示意图三粒子在电场和磁场中的其他应用(了解)8

2回旋加速器1932年劳伦斯研制第一台回旋加速器的D型室.此加速器可将质子和氘核加速到1MeV的能量，为此1939年劳伦斯获诺贝尔物理学奖.9

频率与半径无关到半圆盒边缘时回旋加速器原理图NSBO~N10

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.11

3霍耳效应(了解)12

霍耳系数I霍耳电压++++++-----13

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+-14

量子霍尔效应（1980年）霍耳电阻15

整个载流导线受力§5磁场对电流的作用安培力一、安培定律安培指出,任意电流元在磁场中受力为16

二、应用:主要用于：A载流导线受力均匀磁场非均匀磁场B载流线圈受力和力矩17

例1(A):在均匀磁场B中有一段弯曲的导线ab,通有电流I,求此段导线受的磁场力。解:弯曲导线ab可分为若干电流元积分：可见,在匀强磁场中,弯曲导线受的磁场力等于从起点到终点的直导线所受的磁场力.(化曲为直思想)?IBabIdll大小：方向：18

练习:求载流导线在均匀磁场中受力又如匀强磁场中的导线：圆弧受的力：RBaboIoRIabB圆弧受的力：若此导线是闭合线圈呢?019

思考:求垂直于均匀磁场的载流圆形导线中的张力。IRBTT20

例2(A):如图所示长直电流I1和长为L的电流I2垂直共面,相距为a.求I2受I1的磁场力解:建坐标系如图在坐标x处取电流元安培力电流I1在x处磁感强度为方向如图非均匀磁场中导线受力题型!大小为21

因为各电流元受力方向相同,所以大小直接相加,合力为：方向：垂直电流I2平行电流I1练习:如图长直电流I1和长为L的电流I2平行共面，相距为a。求I2受I1的磁场力。22

练习:无限长直电流I1和线段AB(AB=L,通有电流I2)在同一平面内,求AB受的磁力及对A点的磁力矩。（仅做了解）提示:由于每个电流元受力方向相同(如图)M=I2I1d?ABdFxdx23

例3(B):求磁场作用于载流线圈的磁力矩如图均匀磁场中有一矩形载流线圈MNOPMNOPI线圈有N匝时24

IB.....................IB××××××××××××××××××××××××BI稳定平衡不稳定平衡讨论（1）与同向（2）方向相反