电磁学第7章--磁力new

《电磁学第7章--磁力new》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第7章磁力7.1磁力与电荷的运动一.磁现象磁性:磁体吸引铁磁性物质的性质。磁极：磁体上磁性最强处。有磁北极（N），磁南极（S）。磁体的磁极总是成对出现；1安培分子电流假说电流定向排列起来，在宏观上就使磁体具有南北极，即组成磁体的最小单元（分子）为环形电流，这些分子具有磁性。一切磁相互作用都与电荷的运动有关。2磁场对电流作用3电荷受磁场作用4电流间相互作用2257.2磁场与磁感应强度运动电荷运动电荷磁场+VqvFeFmFxyz图7.6运动电荷受运动电荷的力---洛伦兹力---普遍罗伦兹力公式6方向:不受力的方向定义为的方向。大小:方向上受的力。为在单

2、位:特斯拉T(1T=104G)IFmBvP+q图7.7B的定义77.3带电粒子在磁场中的运动设均匀磁场的磁感应强度为B,带电粒子q以速度v进入磁场。带电粒子受洛伦兹力为：81.若磁场对带电粒子的作用力为零，粒子仍将以作匀速直线运动。92.若带电粒子在垂直于B的平面内作匀速圆周运动。圆周运动的半径：频率：周期：即回旋频率与带电粒子的速率及回转半径无关。103.一般情况下，与有一夹角螺距应用磁聚焦：一束很窄的的带电粒子流，速率v很接近，很小。螺距h近似相等。117.4霍尔效应将一导电板放在垂直于它的磁场中,当有电流通过它时，在导体板的A和A`两侧会产生

3、一个电势差---霍尔电压,---霍尔系数---霍尔效应AA’12e13导体内载流子在磁场中受到的洛伦兹力为:载流子在电场中受到的静电力为:达到恒定状态时,两个力达到平衡,即:F0=Fe设载流子浓度为n,则电流为:故得霍尔系数为14讨论:1.可以通过霍尔系数的测定，确定导体内载流子的浓度n。2.霍尔系数K的正负取决于载流子电荷q的正负。应用：根据霍尔系数K的正负号，判断半导体的导电类型。-----------+++++++++-+I-----------++++++++++I15应用：磁流体发电、质谱仪、回旋加速器。速度选择洛伦兹力F0Fe=F016

4、口17187.5载流导线在磁场中受的力IBIdlSdlBv图7.17电流元受的磁场力19电流元内所包含的载流子受的力总和:(安培力）BIBIdlSdlv图7.17电流元受的磁场力20线圈abcda在磁场中受的磁力矩21Ab,cd受力这两个力大小相等，方向相反，并且作用在同一直线上，因此相互抵消。22力矩bc,da受力式中S=l1l2若是N匝线圈定义：线圈磁矩23载流线圈在磁场中受的力矩BB//enBRzI(a)z(c)BRdrdldFdF’dl’z…………………………………………………………………enIB//dl’(b)图7.20载

5、流线圈受的力和力矩图(c)右半圈上一电流元Idl受的磁场力大小为:方向为而Idl’所受的磁场力大小与Idl相等,但方向为24合力为零.但二力不在一条直线上,故Idl所受的力对Z轴产生的力矩的大小为25磁力功磁力矩的功是回路内磁通量的增量,或载流导体导体ab切割磁力线数.磁力的功：26磁力矩的功：27*7.6磁场是哪里来的?S’系中观察求相对S系以u和v运动的电荷的相互作用S’系以u相对S系运动x+-vqEuOx’qEuO28场源电荷相对S’系静止,电荷q只受静电力利用相对论力的变换公式S系中观察,运动电荷q受力x+-vqEuOx’qEu

6、O29S系中运动电荷q受力30上式写成矢量形式---电场力----磁场力31四、电磁场的相对论变换q、q0都静止,q0受静电力q、q0都以速度运动(x方向)q电场磁场q0在中受洛伦兹力为在直角坐标系中，上式中的S’系：S系：ysoq0qxuz32的分量表达式根据力的相对论变换:S’系,静止q0受力33有上式可得：逆变换为：34q相对于其原点O’运动，电场，磁场由类似复杂运算可得：S’系中，35匀速运动电荷的电磁场（相对论）已知：q静止，S’系，求：S系：36S’系点电荷q静止只能产生电场，--磁性是一种相对论现象？S系中q是运动的，它既能产生电场

7、，又能产生磁场。---以恒速v运动的电荷所产生的电场和磁场之间的关系37.-qVf.I-e地上看导线中性在q上看，正电荷速度变大，负电荷速度变小；正电荷间隔变小，密度变大导线带正电f中一部分成为静电力磁力带电导线：38