医用物理学 第2版 课件 9-3 磁场对电流的作用.ppt

一、磁场对运动电荷的作用洛仑兹力（2）电磁场中：方向：正电荷方向负电荷的反方向（1）洛伦兹力不做功，仅改变电荷的运动方向说明：1.洛仑兹力

(2)速度方向与磁场方向垂直匀速率圆周运动回旋半径回旋周期+????????????q,mR2.电荷的圆周运动和螺旋运动(1)速度方向与磁场方向平行匀速直线运动周期与粒子运动速度无关——回旋加速器的原理B、q、v一定时，R∝m——质谱仪原理

回旋频率当粒子到达半圆边缘时，粒子的速率为（R0为最大半径）粒子动能理论——增强磁场、增大电磁铁的截面，可以增大粒子的能量实际——受相对论效应的限制

(3)速度方向与磁场方向有夹角把速度分解成平行于磁场的分量与垂直于磁场的分量平行于磁场的方向：F//=0，匀速直线运动垂直于磁场的方向：F⊥=qvBsinθ，匀速圆周运动粒子作螺旋线向前运动，轨迹是螺旋线。回旋半径回旋周期螺距应用：磁聚焦

3.磁致聚焦现象A●●A′一束发散角?不太大，速度大致相同的带电粒子，从A点进入磁场，则：R不同即各粒子的螺距相等各粒子经历一个回旋周期后会聚到A′点——磁聚焦

磁约束（带电粒子在非均匀磁场中的运动）－一般带电粒子在非均匀磁场也作螺旋线运动：但是：常量常量磁镜磁瓶注：v∥较大的粒子，可能从两端逃逸出去能约束运动带电粒子的磁场分布称为磁镜约束——磁瓶

4.霍尔效应1879年霍尔发现载流导体放在磁场中，如果磁场方向与电流方向垂直，则在与磁场和电流二者垂直的方向上出现横向电势差，这一现象称之为霍尔效应。相应的电势差称为霍尔电压。(1)现象(2)实验规律在磁场不太强时hbUHI

假设载流子是正电荷(3)霍尔效应的经典解释bhIAA’++++––––——霍尔系数(4)霍尔效应的应用（a）测量磁感应强度（b）测量电流（c）判定载流子类型（d）测量载流子浓度

二、磁场对载流导线的作用方向：(左手定则)垂直向里条件：1.导线是直导线；2.处于匀强磁场中。非匀强磁场弯曲导线？垂直磁场：有夹角时：安培定律

洛仑兹力公式电荷运动形成电流安培力:大小：方向：方向均匀磁场对直电流的安培力安培力的本质：运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现。

例1有一段空间弯曲导线ab通有电流I，求此导线在如图所示均匀磁场中受的力？解：大小：F=ILabBsin?匀强磁场对任意形状载流导线的作用力，相当于把导线始末端相连，通一同相电流时直导线受的力。匀强磁场中的闭合电流受力为：方向：垂直板面向外若l与B均在板面内,则：

ad和bc边受力大小相等方向相反，作用在一条直线上。（1）磁场与线圈平面有夹角三、磁场对平面载流线圈的作用1.均匀磁场对刚性矩形载流线圈的作用IS平面线圈磁矩：大小：方向：与电流右手螺旋

ab和cd边的力对转轴的力矩为：磁力矩：ab和cd边受的力大小相等方向相反，不在一条直线上，为一对力偶，产生力矩。（线圈无平动）如果为N匝相同平面线圈：方向向外

（2）磁场与线圈平面垂直（3）磁场与线圈平面平行方向向里力矩的作用效果：使磁矩的方向转向外磁场的方向。

练习：在均匀磁场B中，一半径为R、通有电流为I的半环形载流导线可绕直径轴oo’自由转动,求：半环形载流导线受到的力矩。解：构成图示闭合线圈，则线圈的磁矩垂直向外方向竖直向上