载流导体产生磁场.ppt

关于载流导体产生磁场第1页，共31页，星期日，2025年，2月5日xyOAIL此段载流导线受的磁力。在电流上任取电流元例在均匀磁场中放置一任意形状的导线，电流强度为I求解相当于载流直导线?在匀强磁场中受的力，方向沿y向。第2页，共31页，星期日，2025年，2月5日例求两平行无限长直导线之间的相互作用力？解电流2处于电流1的磁场中同时，电流1处于电流2的磁场中，电流2中单位长度上受的安培力电流1中单位长度上受的安培力第3页，共31页，星期日，2025年，2月5日(1)定义:真空中通有同值电流的两无限长平行直导线，若相距1米，单位长度受力(2)电流之间的磁力符合牛顿第三定律：则电流为1安培。(3)分析两电流元之间的相互作用力同理两电流元之间的相互作用力，一般不遵守牛顿第三定律讨论第4页，共31页，星期日，2025年，2月5日(4)分析两根带电长直线沿长度方向运动时，带电线之间的作用力。两带电线上的电流为两带电线单位长度上的电荷之间的库仑力在一般情况下，磁场力远小于电场力第5页，共31页，星期日，2025年，2月5日例求一载流导线框在无限长直导线磁场中的受力和运动趋势解1234方向向左方向向右整个线圈所受的合力：?线圈向左做平动1324第6页，共31页，星期日，2025年，2月5日二.磁场对平面载流线圈的作用（方向相反在同一直线上）（线圈无平动）对中心的力矩为1.在均匀磁场中的刚性矩形载流线圈?（方向相反不在一条直线上）令+?A(B)D(C)第7页，共31页，星期日，2025年，2月5日2.磁场力的功讨论(1)线圈若有N匝线圈(2)M作用下，磁通量增加稳定平衡负号表示力矩作正功时?减小非稳定平衡(3)非均匀磁场中的平面电流环线圈有平动和转动第8页，共31页，星期日，2025年，2月5日一.洛伦兹力公式?实验结果?安培力与洛伦兹力的关系安培力是大量带电粒子洛伦兹力的叠加§9.6带电粒子在磁场中的运动第9页，共31页，星期日，2025年，2月5日(1)洛伦兹力始终与电荷运动方向垂直，故讨论对电荷不作功(2)在一般情况下，空间中电场和磁场同时存在二.带电粒子在均匀磁场中的运动??粒子回转周期与频率情况第10页，共31页，星期日，2025年，2月5日?一般情况带电粒子作螺旋运动?磁聚焦原理粒子源A?很小时接收器A’发散角不太大的带电粒子束，经过一个周期后，重新会聚第11页，共31页，星期日，2025年，2月5日减少粒子的纵向前进速度，使粒子运动发生“反射”?磁约束原理在非均匀磁场中，速度方向与磁场不同的带电粒子，也要作螺旋运动，但半径和螺距都将不断发生变化磁场增强，运动半径减少强磁场可约束带电粒子在一根磁场线附近——横向磁约束?纵向磁约束在非均匀磁场中，纵向运动受到抑制——磁镜效应磁镜第12页，共31页，星期日，2025年，2月5日线圈线圈高温等离子体?磁镜效应的典型应用受控热核聚变实验研究能约束运动带电粒子的磁场分布称为磁镜约束——磁瓶?地球的磁约束效应——天然磁瓶三.霍尔效应1879年霍尔发现在一个通有电流的导体板上，若垂直于板面施加一磁场，则板面两侧会出现微弱电势差(霍尔效应)第13页，共31页，星期日，2025年，2月5日横向电场力:洛伦兹力:当达到动态平衡时：实验结果受力分析(霍耳系数)ldIab(方向向下)(方向向下)++++––––第14页，共31页，星期日，2025年，2月5日(2)区分半导体材料类型——霍尔系数的正负与载流子电荷性质有关++++––––++++––––N型半导体P型半导体它是研究半导体材料性质的有效方法（浓度随杂质、温度等变化）讨论(1)通过测量霍尔系数可以确定导电体中载流子浓度第15页，共31页，星期日，2025年，2月5日四.运动电荷的电磁场??高温导电气体没有机械转动部分造成的能量损耗——可提高效率特点：磁场是电场的运动效应(3)磁流体发电第16页，共31页，星期日，2025年，2月5日一.磁介质及其分类1.磁介质——任何实物都是磁介质电介质放入外场磁介质放入外场——相对磁导率反映磁介质对原场的影响程度§9.7物质的磁性2.磁介质的