磁场3(14) [兼容模式].pdf

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1、2014/9/22§4带电粒子在磁场中运动一、带电粒子在均匀磁场中运动q2.v,B平行vBFqvB1.磁力的方向qvBmFqvB02.磁力与速度垂直，不作功m一、带电粒子在均匀磁场中运动3.v,B成角螺旋运动vvqvB1.v,B垂直mv2m2RhvTvvqBqBFqvBm与速度R无关半径螺距Fmvqmv22m磁聚集（发散角不大，速度相近）BRTqBqB二、带电粒子在非均匀磁场中运动三、霍耳效应霍耳电压UHB（也是螺旋运动，R、h都在变化）垂直于BI的方向出现金属条电

2、势差——霍耳效应Ih（3）地磁场内V------的范艾仑辐射带FqvB=FqEbImeHUIBHEvBHhnqbh（1）磁镜IFevInbhvqFm-----IBUR1HHR霍耳系数bHnq（2）磁瓶（4）等离子体的磁约束三、霍耳效应霍耳电压UHB例题质谱仪测粒子的荷质比IB1A'实验：加速电压U，均匀磁场B，BUHRHRHIh粒子垂直入射，进口到胶片记录位vbnqV置间距为D，计算粒子的Q/m值。R------bA解：粒子进质谱仪时动能UD金属中载流子为电子UU0HA'A1222mvQ

3、Umv2QUm若载流子为正电荷？2P型半导体-空穴导电(正电荷)2QBR2QUm进磁场后做匀速率圆周运动，N型半导体-电子导电(负电荷)mvQBRmv2RDR1.用于判断载流子的种类QB应用2.用于测量磁场Q8U2mBD12014/9/222§5磁场对电流的作用一、一段载流导线上的力——安培力FIdlB1一、一段载流导线上的力——安培力均匀磁场dFIdlB一个载流子受力fqvB直导线I2FIdlBI电流元N个载流子受力ldFNqvBlIdlBl(dl)—长度矢量BNndVnSdlldF

4、nSdlqvBInSqv1FIlB任意导线IvdFIdlBFIBlsindlB2lFIdlBl//BF01lBFIBl电流元所在处的磁场闭合线圈？F=0！例平行电流间的相互作用力例长直导线载流为I，求另一载流直导线MN所受的磁力。2电流1在电流2处产生的磁场FIdlB1I01B1I2dI1MNdldFI1dlBI电流2单位长度受力B0dFIBdl2labII1FBI012212I2dI0dl12l安培的定义7d1mF210Nab0II1IIab01F

5、dllna2l2aII121A方向向上例磁铁N极正上方水平放一半径为R的载流导线环，沿环处B二、磁场作用在一平面刚性载流线圈上的安培力矩与垂直方向夹角为（如图）求：导线环受的磁力。fd均匀磁场F0da解：一小段电流元受力afdafbc作用在一直线上ZdFdF//l2Bff不作用在一直线上BBdFIdlBabcdRdFdFcosIMflcosSsindFIBdll1c力矩cd1IBll21cosdF//dFsin俯I视M0由对称性FdF0bfbc方向：（俯视图上）fcdNFIBdlsin

6、//磁矩mISnl1IBsindlB磁力矩F2RIBsink方向向上nMmBfab22014/9/22三、恒定磁场中安培力作功二、磁场作用在一平面刚性载流线圈上的安培力矩Bf1.载流导线在均匀磁场中运动cd磁矩mISn保持I不变FlI1MmBBAFdr(IdlB)drdrn磁力矩力图使磁矩转向磁场的方向fIlBdrIB(S'S)ab对任意形状平面线圈成立！mBMmB最大I(')0稳定平衡m//BM0最小AI非稳定平衡三、恒定磁场中安

7、培力作功Fcd三、恒定磁场中安培力作功2.载流线圈在均匀磁场中转动当I不随时间变化AIB21保持I不变n2当I随时间变化AIdMmBFd1abFIMISBsindAId(BScos)BBBBFI沿角增加的方向转动dIdI磁力矩作功2dAMdAIdNN1ISBsindAI反向磁通减少正向磁通增加ISBd(cos)磁