大小：方向：§14.1

帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)洛侖茲力第一頁(yè)第二頁(yè)，共33頁(yè)。（1）運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行+Bv2.帶電粒子在均勻磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)－－勻速直線運(yùn)動(dòng)第二頁(yè)第三頁(yè)，共33頁(yè)。（2）運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直FR

B+v勻速圓周運(yùn)動(dòng)周期半徑第三頁(yè)第四頁(yè)，共33頁(yè)。（3）運(yùn)動(dòng)方向沿任意方向螺距－－沿螺旋線軌道運(yùn)動(dòng)Bh

+v半徑第四頁(yè)第五頁(yè)，共33頁(yè)。+-

P

N

B3.應(yīng)用電場(chǎng)和磁場(chǎng)控制帶電粒子的實(shí)例（1）質(zhì)譜儀R速度選擇質(zhì)譜分析：利用不同質(zhì)量而帶同樣電量的帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑不同，從而測(cè)定帶電粒子的質(zhì)量的儀器。第五頁(yè)第六頁(yè)，共33頁(yè)。

（2）磁聚焦－－近似與速度方向無(wú)關(guān)。

使發(fā)散角不太大的帶電粒子束匯聚到一點(diǎn)的現(xiàn)象第六頁(yè)第七頁(yè)，共33頁(yè)。（3）磁約束磁鏡逐漸增加的磁場(chǎng)中使作螺旋運(yùn)動(dòng)的帶電的粒子發(fā)生“反射”。約束帶電粒子的磁場(chǎng)分布第七頁(yè)第八頁(yè)，共33頁(yè)。用兩個(gè)電流方向相同的線圈產(chǎn)生一個(gè)中間弱兩端強(qiáng)的磁場(chǎng)。這一磁場(chǎng)區(qū)域的兩端就形成兩個(gè)磁鏡，平行于磁場(chǎng)方向的速度分量不太大的帶電粒子將被約束在兩個(gè)磁鏡間的磁場(chǎng)內(nèi)來(lái)回運(yùn)動(dòng)而不能逃脫。第八頁(yè)第九頁(yè)，共33頁(yè)?！?4.5

帶電粒子在磁場(chǎng)

中的運(yùn)動(dòng)第九頁(yè)第十頁(yè)，共33頁(yè)。第十頁(yè)第十一頁(yè)，共33頁(yè)。極光：由于地磁場(chǎng)俘獲帶電粒子而出現(xiàn)的現(xiàn)象。第十一頁(yè)第十二頁(yè)，共33頁(yè)。在地磁兩極附近由于磁感線與地面垂直外層空間入射的帶電粒子可直接射入高空大氣層內(nèi)它們和空氣分子的碰撞產(chǎn)生的輻射就形成了極光。絢麗多彩的極光第十二頁(yè)第十三頁(yè)，共33頁(yè)。§14.2

霍爾電壓bhII+++++++++++++BUH-vFeFm一.霍爾效應(yīng)現(xiàn)象---------------

-------------------------------

在一個(gè)通有電流的導(dǎo)體板上，垂直于板面施加一磁場(chǎng)，則平行磁場(chǎng)的兩面出現(xiàn)一個(gè)電勢(shì)差，這一現(xiàn)象是1879年美國(guó)物理學(xué)家霍耳發(fā)現(xiàn)的，稱為霍耳效應(yīng)。該電勢(shì)差稱為霍耳電勢(shì)差

。第十三頁(yè)第十四頁(yè)，共33頁(yè)。二.霍爾電壓導(dǎo)體中載流子的平均定向速率為v，則受到洛侖茲力為Fm=-evB，上下兩板形成電勢(shì)差后，載流子還受到一個(gè)與洛侖茲力方向相反的電場(chǎng)力Fn=－eEH，二力平衡時(shí)有：bhII+++++++++++++BUH-vFeFm---------------

-------------------------------

第十四頁(yè)第十五頁(yè)，共33頁(yè)。在磁場(chǎng)不太強(qiáng)時(shí)，霍耳電勢(shì)差

U與電流強(qiáng)度I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比，與板的寬b成反比。霍耳效應(yīng)的應(yīng)用：

霍爾電壓僅與材料有關(guān)bhII+++++++++++++BUH-vFeFm---------------

-------------------------------

第十五頁(yè)第十六頁(yè)，共33頁(yè)?！?4.3

載流導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受的力一.安培定律設(shè)導(dǎo)線中單位體積中有n個(gè)載流子，每個(gè)載流子電荷都是q,各載流子以漂移速度v運(yùn)動(dòng)，每個(gè)載流子受的磁場(chǎng)力為：則電流元所受到的磁力為：在電流元中的載流子數(shù)為安培力第十六頁(yè)第十七頁(yè)，共33頁(yè)。二.載流導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力一段有限長(zhǎng)載流導(dǎo)線L受的磁力：例P10814.1、14.2第十七頁(yè)第十八頁(yè)，共33頁(yè)。例題1、有一段彎曲導(dǎo)線ab

通有電流I，求此導(dǎo)線在如圖所示均勻磁場(chǎng)中受的力？

l與磁感應(yīng)強(qiáng)度B在同一平面內(nèi)，所以，該力方向垂直于紙面向外。第十八頁(yè)第十九頁(yè)，共33頁(yè)。ROBv×××××××××××××××××××××××××IROqxFdvyFdvFdvBvlIdv結(jié)果表明：半圓形載流導(dǎo)線上所受的力與其兩個(gè)端點(diǎn)相連的直導(dǎo)線所受到的力相等。第十九頁(yè)第二十頁(yè)，共33頁(yè)。一.載流線圈在均勻磁場(chǎng)中所受磁力矩1.矩形線圈

abdcl1l2O1Fv'1Fv2Fv'2FvBvO'Ia§14.3

載流導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受的磁力矩第二十頁(yè)第二十一頁(yè)，共33頁(yè)。l1abO'2Fv2FvnevBv??qaIS第二十一頁(yè)第二十二頁(yè)，共33頁(yè)。討論：（1）θ=/2，線圈平面與磁場(chǎng)方向相互平行，力矩最大，這一力矩有使θ減小的趨勢(shì)。（2）θ=0，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，力矩為零，線圈處于平衡狀態(tài)。綜上所述，任意形狀不變的平面載流線圈作為整體在均勻外磁場(chǎng)中，受到的合力為零，合力矩使線圈的磁矩轉(zhuǎn)到磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。l1abO'2Fv2FvnevBv??qa（3）θ=，線圈平面與磁場(chǎng)方向相互垂直，力矩為零，但為不穩(wěn)定平衡，與反向，微小擾動(dòng)，磁場(chǎng)的力矩使線圈轉(zhuǎn)向穩(wěn)定平衡狀態(tài)。第二十二頁(yè)第二十三頁(yè)，共33頁(yè)。2.一般平面線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的受力和力矩

IS線圈的磁矩：（N匝）

磁矩的單位

A﹒m2N﹒m/TJ/T第二十三頁(yè)第二十四頁(yè)，共33頁(yè)。二.磁矩在均勻磁場(chǎng)中的勢(shì)能l1abO'2Fv2FvmvBv??qja△Wm為磁矩在均勻磁場(chǎng)中的勢(shì)能增量。磁矩m與B之間的夾角，由θ1增大到θ2的過(guò)程中，外力需克服磁力矩做的功為：第二十四頁(yè)第二十五頁(yè)，共33頁(yè)。l1abO'2Fv2FvmvBv??qja第二十五頁(yè)第二十六頁(yè)，共33頁(yè)。OBAXYRlIdvqqd第二十六頁(yè)第二十七頁(yè)，共33頁(yè)。解：第二十七頁(yè)第二十八頁(yè)，共33頁(yè)。電流I1在電流I2處所產(chǎn)生的磁場(chǎng)為：?jiǎn)栴}：兩平行長(zhǎng)直載流導(dǎo)線，相距為d,求：每單位長(zhǎng)度線段所受的作用力。導(dǎo)線2上dl2長(zhǎng)度受力為1、平行載流直導(dǎo)線間的相互作用dI2§14.5平行載流導(dǎo)線間的相互作用力第二十八頁(yè)第二十九頁(yè)，共33頁(yè)。電流I2在電流I1

處所產(chǎn)生的磁場(chǎng)為：dI2第二十九頁(yè)第三十頁(yè)，共33頁(yè)。§15.6

平行電流間的相互作用力令

I1=I2=I,

d=1m,F1=F2=F=2×10-7N，則

I=1A——電流單位安培的定義。2.電流單位安培的定義：在真空中有兩根平行的長(zhǎng)直線，它們之間相距1m，兩導(dǎo)線上電流流向相同，大小相等，調(diào)節(jié)它們的電流，使得兩導(dǎo)線每單位長(zhǎng)度上的吸引力為2×10-7N·m-1，我們就規(guī)定這個(gè)電流為1A。第三十頁(yè)第三十一頁(yè)，共33頁(yè)。1.帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(均勻磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)電荷受