第13章磁力PPT讲稿.ppt

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1、第13章磁力第1页，共21页，编辑于2022年，星期日 13.1 带电粒子在磁场中的运动带电粒子在磁场中的运动洛伦兹力洛伦兹力1.带电粒子在均匀磁场中运动带电粒子在均匀磁场中运动（1）q匀速直线运动匀速直线运动第2页，共21页，编辑于2022年，星期日（2）R匀速率圆周运动匀速率圆周运动周期周期与速度大与速度大小无关小无关第3页，共21页，编辑于2022年，星期日（3）.一般情况一般情况 带电粒子作带电粒子作螺旋运动螺旋运动磁聚焦原理磁聚焦原理 粒子源A(发散角不太大的带电粒子束发散角不太大的带电粒子束)汇聚于 A发散角不太大的带电粒子束，它们的发散角不太大的带电粒子束，它们的螺距相同螺距相同

2、，所以，所以经一个回经一个回旋周期后，重新会聚旋周期后，重新会聚螺距螺距 vv螺距螺距 hT与速度无关与速度无关半径半径半径半径与与 成正比成正比第4页，共21页，编辑于2022年，星期日2.带电粒子在非均匀磁场中运动带电粒子在非均匀磁场中运动q有指向磁场较弱方向有指向磁场较弱方向的分量，的分量，q将被反射将被反射磁镜效应磁镜效应应用：磁约束应用：磁约束(人工核聚变人工核聚变)第5页，共21页，编辑于2022年，星期日天然磁约束天然磁约束Van Allen(范艾仑范艾仑)辐射带：辐射带：pe-地球地球第一辐射带：质子第一辐射带：质子(h几千几千km)第二辐射带：电子第二辐射带：电子(h几万几万

3、km)第6页，共21页，编辑于2022年，星期日 13.2 霍尔效应霍尔效应霍尔效应霍尔效应 在磁场中，载流导体上会出现横向在磁场中，载流导体上会出现横向(与电与电 流方向垂直流方向垂直)电势差电势差.霍尔效应霍尔效应In 1879，E.H.Hall发现：发现：单位体积内载流子数目单位体积内载流子数目第7页，共21页，编辑于2022年，星期日-+vVIB第8页，共21页，编辑于2022年，星期日-+四、霍尔效应四、霍尔效应Ild电流强度电流强度霍尔系数霍尔系数第9页，共21页，编辑于2022年，星期日(2)区分半导体材料区分半导体材料 霍尔系数的正负与载流子电荷性质有关霍尔系数的正负与载流子电

4、荷性质有关+n 型半导体型半导体p 型半导体型半导体是研究半导体材料性质的有效方法（浓度随杂质、温度等变化）是研究半导体材料性质的有效方法（浓度随杂质、温度等变化）(1)通过测量霍尔系数可以确定导电体中载流子浓度通过测量霍尔系数可以确定导电体中载流子浓度说明说明第10页，共21页，编辑于2022年，星期日(3)(3)磁感应强度测量磁感应强度测量(4)(4)作控制元件作控制元件第11页，共21页，编辑于2022年，星期日 13.3 载流导线在磁场中受的力载流导线在磁场中受的力载流子数密度载流子数密度 n每个载流子电量为每个载流子电量为 q漂移速度漂移速度导线的截面积为导线的截面积为S第12页，共

5、21页，编辑于2022年，星期日安培力安培力有限长载流导线所受力：有限长载流导线所受力：例例求均匀磁场求均匀磁场中一段弯曲导线中一段弯曲导线受到的磁场力。受到的磁场力。第13页，共21页，编辑于2022年，星期日解：解：讨论：讨论：a,b 两点重合时，两点重合时，F=0即：在均匀磁场中的闭合载流回路即：在均匀磁场中的闭合载流回路 整体上不受力。整体上不受力。第14页，共21页，编辑于2022年，星期日解：解：xyOAIL在均匀磁场在均匀磁场 B B 中放置一任意形状的导线，电中放置一任意形状的导线，电流强度为流强度为I I，此段载流导线受的磁力。，此段载流导线受的磁力。在均匀磁场中的闭合载流回

6、路整体上不受力。在均匀磁场中的闭合载流回路整体上不受力。第15页，共21页，编辑于2022年，星期日例例 求一载流导线框在无限长直导线磁场中的受力和运动趋势求一载流导线框在无限长直导线磁场中的受力和运动趋势解解 123413方向向左方向向左方向向右方向向右24 整个线圈所受的合力整个线圈所受的合力 线圈向左做平动线圈向左做平动x第16页，共21页，编辑于2022年，星期日 作用在作用在DA 和和BC上的力上的力方向相反在同一直线上方向相反在同一直线上对中心的力矩大小为对中心的力矩大小为1.在均匀磁场中的刚性矩形载流线圈在均匀磁场中的刚性矩形载流线圈线圈磁矩线圈磁矩 作用在作用在CD 和和AB上

7、的力上的力 13.4 载流线圈在均匀磁场中受的力矩第17页，共21页，编辑于2022年，星期日稳定平衡稳定平衡非稳定平衡非稳定平衡讨论第18页，共21页，编辑于2022年，星期日 13.5 平行载流导线间的相互作用力平行载流导线间的相互作用力电流电流I1在电流在电流I2处的磁场处的磁场电流电流I2受到的安培力受到的安培力同理，电流同理，电流I1受到的安培力受到的安培力第19页，共21页，编辑于2022年，星期日电流电流I1和和I2方向相同时，两导线相吸；方向相同时，两导线相吸；相反时，相斥。相反时，相斥。国际单位制电流单位安国际单位制电流单位安培培的规定的规定可得可得 在真空中两根无限长平行导线相距在真空中两根无限长平行导线相距 1 m，通以大小相同的恒定电流，如果导线，通以大小相同的恒定电流，如果导线每米长度受的作用力为每米长度受的作用力为 时，则时，则每根导线的电流强度为每根导线的电流强度为 1 A（安培）。（安培）。第20页，共21页，编辑于2022年，星期日作业作业13-713-1113-1813-1913-26第十三章第十三章第21页，共21页，编辑于2022年，星期日