稳恒磁场B解读课件.ppt

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1、电荷q以在B中运动，受的磁力(为洛仑兹力)为一.洛仑兹力大小：f=qBsin方向：f和B组成的平面。若q>0,则f的方向与B的方向相同;若q<0,则f的方向与B的方向相反。+qfB因f，所以洛仑兹力对运动电荷不作功。§11.6磁力11.带电粒子在匀强磁场中的运动因f=qBsin=粒子作匀速率圆周运动。B(1)0，故粒子作匀速直线运动。B^(2)2粒子以B的方向为轴线作等螺距螺旋线运动。B=cos^=sin与B有一夹角(3)螺距3图磁聚焦示意

2、图磁聚焦应用:电真空器件,电子显微镜图磁约束磁塞效应磁镜效应42.霍耳效应原因：VHfm稳态：-eEH=-eB即EH=BVH=EH.a=aB得abI=ne式中b是导体在磁场方向的厚度。IB金属ba自由电子受洛仑兹力的作用。I是自由电子定向形成的5金属：自由电子；N型半导体：多数载流子是带负电的电子；P型半导体：多数载流子是带正电的空穴。用途：测量载流子浓度，测量磁场B。有的金属(如Be,Zn,Cd,Fe等)会出现反常霍耳效应:好像这些金属中的载流子是带正电似的。80年代又发现了在低温、

3、强磁场条件下，整数量子霍耳效应(获1985年诺贝尔物理奖)；分数量子霍耳效应。金属、半导体和导电流体(如等离子体)都有霍耳效应。Positive(+)Negative(-)6ab解磁场方向：又由R=垂直纸面向里。T=例题6.1电子在匀强磁场B中沿半圆从a到b，t=1.57×10-8s，a、b相距0.1m。求B和电子的速度。7例题6.2电子如图进入匀强磁场(B只存在于x>0的空间)。求电子入射点和出射点间的距离，以及y轴与电子轨道曲线包围的面积。解入射点和出射点间的距离:CD=2Rsiny轴与

4、轨道曲线包围的面积:oxyCDRo记住这个结论：轨道的圆心角是入射速度与坐标轴夹角的两倍8例题6.3半导体(a×b×c=0.3×0.5×0.8cm3),I=1mA,B=3000Gs；测得VC-VD=5mv,问:(1)这是P型还是N型半导体？(2)载流子浓度n=?解(1)由VC>VD,(2)代入I=10-3A,B=0.3T,b=0.3×10-2m,VH=5×10-3v,n=1.25×1020个/m3。IabcxyzBCD判定是N型。注意：VH的方向是垂直于I的方向9例题6.4空间存在匀强电

5、磁场。点电荷+q在坐标原点静止释放，它将作什么样的运动?若轨道最高点P(x,y)处的曲率半径=2y，求：该电荷的最大速率。解电荷+q受电场力和洛仑兹力的作用，作旋轮线运动。在P点速率最大:=2y解得：fefm.P(x,y)xEz+qyB洛伦兹力不做功10大小：dF=IdlBsin方向：即：dF的方向垂直于Idl和B组成的平面，指向由右手螺旋确定。IdlBF电流元Idl在磁场B中受的作用力(安培力)为二.安培力11其大小：F=IlBsin方向：对载流导体，可分为若干电流元积分：IBab

6、=ab例题6.5(1)均匀磁场B中,直载流导线(ab=l)所受的磁力(安培力)为12(2)均匀磁场B中，载流I的弯曲导线ab所受的磁力(安培力):在匀强磁场中，弯曲导线受的力等于从起点到终点的直导线所受的力。IBabIdll匀强B,直电流受的磁力:13又如，匀强磁场中的导线：圆弧受的力：力的方向垂直纸面向外。RBaboIoRIabB圆弧受的力：匀强B,直电流受的磁力:14例题6.6I1、I2共面，AB=L，求AB受的磁力及对A点的磁力矩。解dF=IdlBsinM=I2I1dABdFxdx1

7、5例题6.7圆电流(I1,R)与沿直径的长直电流I2共面且相互绝缘，求圆电流I1所受的磁力。解由对称性可知，圆环受的合力沿x轴的正方向,而大小为F=xyoI1I2dFxRyI1dldFI1dldF=IdlBsin16三.匀强磁场作用于载流线圈的力矩f1f2f2´由F=IlBsin，可知：ab:f1=bc：f2=NIl2B,垂直纸面向外;da：f2´=NIl2B,垂直纸面向内。ab和cd边受的合力为零，也不产生力矩。cd：f1´=NIl1Bsin,方向向下。bc和da边受的合力也为零。但

8、要产生力矩。f1´Il1B方向向上；NabcdIl1l2Bsin,因为ab和cd边上受的力与转轴平行，故没有力矩17M=f22.因pm=NIl1l2，故M=pmBsinM=pm×BM的方向：沿中心轴线向上。Mf2f2´abcdIl1l2Bl1Ba(d)b(c)f2f2磁力矩=磁矩×磁感强度18由M=pmBsin，磁力矩：r2BM=由pm×B可知，M的方向垂直B向上。RBordrdI例题6.8均匀磁场B中，圆盘(R，=kr,k是常数)以角速度绕过盘心o点，求圆盘所受的磁