基本的磁现象讲稿.ppt

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1、关于基本的磁现象第一页，讲稿共十五页哦静止电荷对静止电荷的作用，静止电荷对静止电荷的作用，满足库仑定律。满足库仑定律。第五章磁力第五章磁力 前言前言（清华第三册第二章）静止静止静止静止运动运动静止电荷对运动电荷的作用静止电荷对运动电荷的作用仍满足库仑定律。仍满足库仑定律。运动电荷对静止电荷的作用，运动电荷对静止电荷的作用，即它产生的电场，即它产生的电场，因速度方向因速度方向特殊而特殊而不同于静止电荷的场不同于静止电荷的场。它不遵守库仑定律，它不遵守库仑定律，而高斯定律仍然成立而高斯定律仍然成立运动运动因为高斯定律给出场源电荷与它周围电场的总体关系因为高斯定律给出场源电荷与它周围电场的总体关系*

2、高斯定律是关于场源电荷与它的电场的普遍规律高斯定律是关于场源电荷与它的电场的普遍规律第二页，讲稿共十五页哦*电场的变换电场的变换这可用运动的平板电容器长度缩短。这可用运动的平板电容器长度缩短。面电荷密度变大来说明面电荷密度变大来说明ZXOS+l0ZXOS +l运动的电容器取为运动的电容器取为S系，它系，它相对于观察者相对于观察者S系系运动。运动。在垂直于电荷板运动方向在垂直于电荷板运动方向的电场强度增大到的电场强度增大到 倍。倍。第三页，讲稿共十五页哦*匀速匀速运动电荷的电场不再具有球对称性。运动电荷的电场不再具有球对称性。用相对论可证明：用相对论可证明：匀速运动的点电荷的电场线，匀速运动的点

3、电荷的电场线，仍然是沿着径向，在垂直于速度方向上靠拢。仍然是沿着径向，在垂直于速度方向上靠拢。*静电场对运动电荷的作用静电场对运动电荷的作用从力的相对论变换（见第一册从力的相对论变换（见第一册p256 式式6.49)可得出可得出静电场对电荷静电场对电荷 q 的作用力与它的运动速度无关。的作用力与它的运动速度无关。*加速运动的点电荷的电场，有横向分量。加速运动的点电荷的电场，有横向分量。静止电荷对运动电荷的作用，仍满足库仑定律。静止电荷对运动电荷的作用，仍满足库仑定律。不因运动而不同。实验证实了这一点。如在示波管不因运动而不同。实验证实了这一点。如在示波管中两个静止的平行带电平板间形成静电场，对

4、通过中两个静止的平行带电平板间形成静电场，对通过板间电子束偏转的实验测量表明，作用在电子上的板间电子束偏转的实验测量表明，作用在电子上的力的确与电子速度无关。都用力的确与电子速度无关。都用 来计算。来计算。第四页，讲稿共十五页哦软件软件CAIUPS中运动的点电荷之电场线中运动的点电荷之电场线的图示说明：点电荷从静止、加速、匀的图示说明：点电荷从静止、加速、匀速、减速、静止往复变化时的电场的速、减速、静止往复变化时的电场的分布。分布。软件软件FPCAI中的推迟势也有电力线的中的推迟势也有电力线的图示及解说，用来说明运动电荷的电图示及解说，用来说明运动电荷的电场分布。场分布。第五页，讲稿共十五页哦

5、磁针和磁针；磁针和磁针；5.1 磁力磁力磁力与运动电荷对运动电荷的磁力与运动电荷对运动电荷的相互作用有关。相互作用有关。基本的磁现象：基本的磁现象：载流导线与载流导线的相互作用。载流导线与载流导线的相互作用。在磁场中运动的电荷受到的磁力；在磁场中运动的电荷受到的磁力；磁铁与载流导线的相互作用；磁铁与载流导线的相互作用；INS结论结论NSNS第六页，讲稿共十五页哦实验表明：电量为实验表明：电量为 的带电粒子，其速度为的带电粒子，其速度为 ,在静电场在静电场 中受到一种与速度无关的力中受到一种与速度无关的力 ；磁感应强度的定义：磁感应强度的定义：受到另一种与速度有关受到另一种与速度有关的力，称为洛

6、仑兹力：的力，称为洛仑兹力：也写为也写为q+其合力为：其合力为：这个与速度有关的力来源于另外的这个与速度有关的力来源于另外的运动电荷的场，运动电荷的场，称为称为磁场磁场。描述磁场的基本物理量是磁感应强度描述磁场的基本物理量是磁感应强度 。第七页，讲稿共十五页哦的定义的定义当带电粒子的速度沿磁场某一方向运动时，当带电粒子的速度沿磁场某一方向运动时，受力为零的方向受力为零的方向,定义为磁感应强度的方向。定义为磁感应强度的方向。当它的速度垂直于该方向时，当它的速度垂直于该方向时，受力最大。为受力最大。为 规定：规定：速度与速度与 正方向的矢量正方向的矢量积方向为该磁力的方向积方向为该磁力的方向。第八

7、页，讲稿共十五页哦当带电粒子的速度在任意方向时，当带电粒子的速度在任意方向时，受力受力 大小与大小与 成正比，成正比，为为 和和 之间的夹角。所以：之间的夹角。所以：单位：在国际单位制中：单位：在国际单位制中：1T=1特斯拉特斯拉磁感应强度磁感应强度B的量纲的量纲MT 2I 1同样可用磁力线形象地描绘磁场的分布。同样可用磁力线形象地描绘磁场的分布。第九页，讲稿共十五页哦 带电粒子在均匀磁场中的匀速圆周运动带电粒子在均匀磁场中的匀速圆周运动 半径半径 5.2 带电粒子在磁场中的运动带电粒子在磁场中的运动将速度分解为平行于磁场和垂直于磁场的分量；将速度分解为平行于磁场和垂直于磁场的分量；垂直于磁场

8、的速度分量提供做匀速圆周运动的垂直于磁场的速度分量提供做匀速圆周运动的向心力，运动方程向心力，运动方程为速度与磁感应为速度与磁感应强度之间的夹角。强度之间的夹角。mq第十页，讲稿共十五页哦周期周期 匀速圆周运动的周期与速度无关。匀速圆周运动的周期与速度无关。结论结论半径半径 圆周的半径与垂直于磁场的分量成正比。圆周的半径与垂直于磁场的分量成正比。mq第十一页，讲稿共十五页哦 带电粒子在磁场中的螺旋线运动带电粒子在磁场中的螺旋线运动螺距（螺距（在一个周期内沿磁场方向行进的距离在一个周期内沿磁场方向行进的距离）将速度分解为平行于将速度分解为平行于磁场和垂直于磁场的磁场和垂直于磁场的分量；粒子以平行

9、于分量；粒子以平行于磁场的速度分量沿磁磁场的速度分量沿磁场方向做匀速直线运场方向做匀速直线运动。所以，其合运动动。所以，其合运动为螺旋线运动。为螺旋线运动。第十二页，讲稿共十五页哦 磁聚焦、电子显微镜磁聚焦、电子显微镜 作业：作业：7-3，7-4CAIUPS的磁聚焦演示带电粒子在磁场中的的磁聚焦演示带电粒子在磁场中的匀速圆周运动，洛仑兹力方向；匀速圆周运动，洛仑兹力方向；不同速度的带电粒子在磁场中的螺旋线运动，不同速度的带电粒子在磁场中的螺旋线运动，可用可用TAB键调控；键调控；FPCAI的电子显微镜中有匀速圆周运动和的电子显微镜中有匀速圆周运动和螺旋线运动、磁透镜、磁聚焦。螺旋线运动、磁透镜、磁聚焦。第十三页，讲稿共十五页哦第五章第五章 磁力磁力5.1 磁力磁力 基本的磁现象：基本的磁现象：磁感应强度的定义磁感应强度的定义5.2 带电粒子在磁场中的运动带电粒子在磁场中的运动 带电粒子在均匀磁场中的匀速圆周运动带电粒子在均匀磁场中的匀速圆周运动 带电粒子在磁场中的螺旋线运动带电粒子在磁场中的螺旋线运动提纲提纲 运动电荷的电场运动电荷的电场*高斯定律与运动电荷高斯定律与运动电荷*匀速运动点电荷的电场匀速运动点电荷的电场*静止电荷对运动电荷的作用力静止电荷对运动电荷的作用力作业：作业：7-3，7-4第十四页，讲稿共十五页哦感感谢谢大大家家观观看看第十五页，讲稿共十五页哦