电荷或电流与磁场的相互作用ppt课件.ppt

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1、带电粒子在磁场中所受的力—洛伦兹力方向由电荷正负和右手螺旋法则决定。一、带电粒子在电磁场中所受的力注意：洛伦兹力只改变速度的方向，不对带电粒子做功。带电粒子在电磁场中受的力17-7带电粒子在电场和磁场中的运动粒子做直线运动粒子做匀速圆周运动q××××××××××××××××××××××××××××××半径周期二、带电粒子在均匀磁场中的运动2螺距——螺旋线运动34电子的反粒子电子偶铅板正电子电子质谱仪7072737476锗的质谱..................................................

2、.................+-速度选择器照相底片质谱仪的示意图5回旋加速器频率与半径无关到半圆盒边缘时D形盒俯视图：正离子回旋加速器原理图NSBO~N三、霍耳效应厚度d,宽为l的导电薄片，沿X轴通有电流强度I，当在Y轴方向加以匀强磁场B时，在导电薄片A、A’两侧,这一现象称为霍耳效应.产生一电位差7I霍耳电压霍耳系数++++---8霍耳效应的应用9(1)用于确定半导体的类型:对于N型半导体载流子为电子，而p型半导体载流子为带正电的空穴。I++++---P型半导体+-+++---N型半导体-I+-10(2)根据霍耳系数

3、大小的测定，可以确定载流子的数密度。11(3)霍耳元件测量磁场05101520磁强计A霍尔器件霍尔器件还广泛应用于汽车：在分电器上作信号传感器、ABS系统中的速度传感器、汽车速度表和里程表等。12在霍尔效应发现约100年后（1980），德国物理学家克利青(KlausvonKlitzing,1943-)等在研究极低温度和强磁场中的半导体时发现了量子霍耳效应，这是当代凝聚态物理学令人惊异的进展之一，克利青为此获得了1985年的诺贝尔物理学奖。◆量子霍尔效应霍耳电阻物理知识一、安培力安培力大小方向判断电流元在磁场中受到的磁力右手螺

4、旋载流导线受到的磁力a137-8载流导线在磁场中所受的力二、均匀磁场中载流导线所受安培力B（1）载流直导线取电流元受力大小方向积分结论方向×均匀磁场中载流直导线所受安培力1415（2）任意形状平面导线取电流元受力大小：方向：如图所示力的x、y分量为：导线所受合力的分量为：ab推论：在均匀磁场中任意形状闭合载流线圈受合力为零．练习1求半圆导线所受安培力方向竖直向上OO'闭合载流线圈17练习2如图所示，1/4圆弧电流（半径为R）置于磁感应强度为B的均匀磁场中，求圆弧所受安培力的大小和方向。IR（A）（B）导线1、2单位长度上所

5、受的磁力为：国际单位制中电流单位安培的定义在真空中两平行长直导线相距1m，通有大小相等、方向相同的电流，当两导线每单位长度上的吸引力为时，规定这时的电流为1A（安培）。18IdldfxLdba例1：求导线ab所受安培力，直导线ab垂直于长直导线已知：解：如图取微元方向：竖直向上方向19例2、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123413方向向左方向向右24整个线圈所受的合力线圈向左做平动××××方向相反20三、磁场对载流线圈的作用1lIθ2lθd1lθ.合力=0F2和F2’产生力矩。21定义平面载流线圈的

6、磁矩：单位:安培·米2（A·m2）N:线圈匝数磁场对载流线圈作用的磁力矩OO'22IB.....................IB××××××××××××××××××××××××BI稳定平衡不稳定平衡力矩最大载流线圈在磁场中的平衡状态23例1一半径为R的半圆形闭合线圈，通有电流I，线圈放在均匀外磁场B中，B的方向与线圈平面成30°角，如图线圈有N匝。求（1）线圈的磁矩；（2）此时线圈所受力矩。【解】：（1）线圈的磁矩为（2）此时线圈所受力矩的大小为方向与成60°角O24磁力矩的方向垂直于的方向向外。从上往下俯视，线圈是逆时

7、针旋转。一、磁介质的磁化7-9磁场中的磁介质1、磁介质真空的磁感应强度和充满磁介质时的磁感应强度之间满足如下关系：相对磁导率磁导率25磁介质分类：强磁质和弱磁质顺磁质抗磁质铁磁质（铁、钴、镍等）（铝、氧、锰等）（铜、铋、氢等）弱磁质—强磁质2、磁化磁介质的“分子”相当于一个环形电流。安培分子电流假说：磁化：在外磁场作用下大量分子电流由混乱分布到整齐排列。26在外磁场中，各向同性均匀磁介质被磁化，介质内分子电流处处抵消，未被抵消的分子电流沿着磁介质表面流动，称为磁化面电流。又称为束缚电流，用I’表示。3、磁化电流产生磁场的电流

8、:传导电流和束缚电流磁介质内部的磁场顺磁质抗磁质27单位：单位体积内磁分子的分子磁矩之矢量和，即4、磁化强度矢量①矢量点函数，磁介质中各点有不相同的值。如果磁介质中各点相同，则说它是均匀磁化的。②真空中，=0，特殊的均匀磁化。可以证明，一个闭合回路包围的磁化电流强度28二、磁介质中的安培环