磁场对运动电荷作用

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1、§7-6磁场对运动电荷的作用当带电粒子沿磁场方向运动时:当带电粒子的运动方向与磁场方向垂直时:一、带电粒子在磁场中运动1.洛伦兹力一般情况下，如果带电粒子运动的方向与磁场方向成夹角时。大小：方向：的矢积方向洛伦兹力洛伦兹力速度v与磁感应强度B之间夹角设有一均匀磁场，磁感应强度为，一电荷量为、质量为的粒子，以初速进入磁场中运动。（1）如果与相互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。2.带电粒子在磁场中的运动回旋半径和回旋频率（洛仑兹力不做功）洛仑兹力与不垂直螺距应用1：磁约束用于受控热核反应中如果在一长直圆柱形真空室中形成一个两端很强，中间较弱的磁场，那么两端较强的

2、磁场对带电粒子起着阻塞的作用，它能迫使带电粒子局限在一定的范围内往返运动，这种装置称为磁塞。由于带电粒子在两端处的这种运动好像光线遇到静面反射一样，故又叫磁镜。电磁场控制带电粒子运动的实例hB螺距d与v⊥无关，只与v//成正比，若各粒子的v//相同，则其螺距是相同的，每转一周粒子都相交于一点，利用这个原理，可实现磁聚焦。应用2.磁聚焦应用3.霍耳效应霍耳效应是1879年美国物理学家霍耳（EdwinHall）研究载流导体在磁场中导电的性质时发现的一种电磁效应。他在长方形导体薄片上通以电流，沿电流的垂直方向加磁场，发现在与电流和磁

3、场两者垂直的两侧面产生了电势差。后来这个效应广泛应用于半导体研究。1.实验：霍耳效应霍耳效应I霍耳电压++++++-----RH称为霍耳系数，仅与材料有关。导体中载流子的平均定向速率为v，则受到洛仑兹力为qvB，上下两板形成电势差后，载流子还受到一个与洛仑兹力方向相反的电场力qEH，二力平衡时有：霍耳效应I++++++----2分析原因EH霍耳电场霍耳电压为了消去vd,设载流子浓度为n，则电流强度与载流子定向速率的关系为：霍耳效应霍耳系数霍耳电压与导体厚度成反比I++++---P型半导体（载流子是正电荷）+-3.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

4、（载流子是负电荷）-I+-1.一铜条置于均匀磁场中，铜条中电子流的方向如图所示．试问下述哪一种情况将会发生？(A)在铜条上a、b两点产生一小电势差，且Ua>Ub(B)在铜条上a、b两点产生一小电势差，且Ua

5、半导体通以电流I，放在均匀磁场B中，其上下表面积累电荷如图所示．试判断它们各是什么类型的半导体？np§7-7磁场对载流导线的作用一、安培定律放置在磁场中的载流导线要受到磁力的作用，这个力叫安培力。1.安培力192.安培定律电流元受力由于自由电子与晶格之间的相互作用，使导线在宏观上看起来受到了磁场的作用力.安培定律磁场对电流元的作用力电流元和磁感应强度之间的夹角大小21二.载流导线在磁场中受到的磁场力（1）均匀场、直导线情况1.在均匀磁场中受的磁力IlIIRxy根据对称性分析例1通有电流I的半圆形导线,半径为R,放在均匀磁场中,求磁场作用于半圆形导线上的力.Rxy方向向上PL解取一段电流元

6、例2求如图不规则的平面载流导线在均匀磁场中所受的力，已知和.结论任意平面载流导线在均匀磁场中所受的力,与其始点和终点相同的载流直导线所受的磁场力相同.Pl1.如图，一根载流导线被弯成半径为R的1/4圆弧，放在磁感强度为B的均匀磁场中，则载流导线ab所受磁场的作用力的大小为____________，方向___________．沿y轴正向随堂小议2.有一半径为a，流过稳恒电流为I的1/4圆弧形载流导线bc，按图示方式置于均匀外磁场中，则该载流导线所受的安培力大小___________．aIB2.载流导线在非均匀磁场中受的磁力例1通有电流Ｉ1无限长的载流直导线，与长度为b的通有电流Ｉ2CD导线

7、共面且垂直，相对位置如图所示。求导线CD受的磁力．I1I2x0xdx解解无限长的载流直导线与CD导线平行放置I1I2a方向向左x0解无限长的载流直导线与CD导线斜向放置I1I2adxx方向1．如图，无限长直载流导线与正三角形载流线圈在同一平面内，若长直导线固定不动，则载流三角形线圈将(A)向着长直导线平移．(B)离开长直导线平移．(C)转动．(D)不动．随堂小议答案A2.把轻的正方形线圈用细线挂在载流直导线AB的附近，两者在同一平面