5带电粒子在电、磁场的运动

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1、带电粒子在电、磁场中的运动目的：掌握洛仑兹力的特点及带电粒子的磁场中的运动轨迹。重点：洛仑兹力的应用一、洛仑兹力运动电荷在磁场中受到的磁场力称为洛仑兹力磁力大小为：f=qVBsinθ方向：垂直于的方向。例题、指出右图中所示各情形里带电粒子受力的方向，图中“×”代表垂直纸面向里的磁场，“·”代表垂直纸面向外的磁场。【答】a向上，b向下，c向下，d向上。二、带电粒子在均匀磁场中的运动我们分两种情形来讨论带电粒子在均匀磁场中的运动。（1）粒子的初速垂直于磁场设空间存在均匀磁场，其磁感应强度为Ｂ垂直于纸面

2、向外，一个电荷量为q(q>0)、质量为m的粒子垂直于Ｂ射入磁场，初速度为v，由于所受洛仑兹力与速度垂直，则带电粒子在垂直于Ｂ的平面内作匀速圆周运动。其半径、周期、频率分别为：根据牛顿第二定律：（2）普遍情形磁聚焦五、霍尔效应1、1879年霍尔发现，在通有电流金属板上加一匀强磁场，当电流的方向与磁场方向垂直时，则在与电流和磁场都垂直的金属板的两表面间出现电势差，这个现象称为霍尔效应，这个电势差称为霍尔电势差。实验表明，在磁场不太强时，电位差与电流强度I和磁感应强度B成正比，与板的厚度d成反比。即比例

3、系数叫做霍耳系数。2、霍耳效应可用洛仑兹力来说明。因为磁场使导体内移动的电荷(载流子)发生偏转，结果在A、A’两侧分别聚集了正、负电荷，形成电位差。推到验证设导电板内载流子的平均定向速率为u，它们在磁场中受到的洛仑兹力为。当AA’之间形成电势差后，载流子还受到一个相反的电场力（E为电场强度,b为导电板的宽度,）最后达到稳恒状两个力平衡，设载流子的浓度为n，则电流强度I与u的关系为于是霍耳系数将此式与上式比较一下,可知霍耳系数说明霍耳系数与载流子的浓度有关。通过霍耳系数的测量,可以确定导体内载流子的

4、浓度n。半导体内载流子的浓度远比金属中的载流子浓度小，所以半导体的霍耳系数比金属的大得多。而且半导体内载流子的浓度受温度、杂质以及其它原因的影响很大，因此霍耳效应为研究半导体载流子浓度的变化提供了重要的方法。近年来霍耳效应已在科学技术的许多领域(如测量技术、电子技术、自动化技术等)中开始得到应用。我国已制出多种半导体材料的霍耳元件。霍耳元件的主要用途：(1)测量磁场；(2)测量直流或交流电路中的电流强度和功率；(3)转换信号,如把直流电流转换成交流电流并对它进行调制,放大直流或交流信号等；(4)对

5、各种物理量(应先设法转换成电流信号)进行四则或乘方、开方运算。霍耳元件具有结构简单而可靠、使用方便、成本低廉等优点，所以它在实际中将得到越来越普遍的应用。