电磁学第四章-恒定电流磁场课件.ppt

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1、一、磁现象一、磁现象1 磁的基本现象和规律磁的基本现象和规律1、磁铁的磁现象、磁铁的磁现象 磁极：磁极：N，S 相互作用：同性相斥，异性相吸相互作用：同性相斥，异性相吸NSNNSS1920年年7月月2、电流的磁场、电流的磁场11 磁的基本现象和规律磁的基本现象和规律奥斯特实验表明奥斯特实验表明1、长直流导线与之平行放置的指针受到力偏转、长直流导线与之平行放置的指针受到力偏转 电流的磁效应电流的磁效应2、磁针是在水平面内偏转的、磁针是在水平面内偏转的 横向力横向力3、突破了非接触的物体之间只存在有心力的观、突破了非接触的物体之间只存在有心力的观念拓宽了作用力类型念拓宽了作用力类型21 磁的基本现

2、象和规律磁的基本现象和规律相关实验相关实验n9.18 Ampere圆电流对磁针圆电流对磁针作用作用 n9.25 Ampere平行电流对磁平行电流对磁针作用针作用n9.25 Arago 钢片被电流磁钢片被电流磁化化31 磁的基本现象和规律磁的基本现象和规律Ampere通电导线受通电导线受马蹄形磁铁马蹄形磁铁作用而运动作用而运动相关实验相关实验41 磁的基本现象和规律磁的基本现象和规律螺螺线线管管与与磁磁铁铁相相互互作作用用时时显显示示出出N极极和和S极极相关实验相关实验51 磁的基本现象和规律磁的基本现象和规律一系列实验表明一系列实验表明磁铁磁铁磁铁磁铁电流电流电流电流都存在相互作用都存在相互作

3、用61 磁的基本现象和规律磁的基本现象和规律3、安培分子电流假说：安培人为磁铁的磁性与电流的安培分子电流假说：安培人为磁铁的磁性与电流的磁性的起源是相同的。磁铁的磁性来自于铁磁物质的磁性的起源是相同的。磁铁的磁性来自于铁磁物质的分子电流。总而言之，所有的磁性都来自于的电流。分子电流。总而言之，所有的磁性都来自于的电流。4、运动电荷产生磁现象！、运动电荷产生磁现象！二、磁场二、磁场1、磁场的概念：磁场就是运动电荷激发或产生的一、磁场的概念：磁场就是运动电荷激发或产生的一种物质。种物质。2、基本任务、基本任务：用用什么物理量描写磁场；什么物理量描写磁场；运动电荷产生磁场的规律；运动电荷产生磁场的规

4、律；磁场对运动电荷作用的力。磁场对运动电荷作用的力。72 毕奥毕奥萨伐尔定律萨伐尔定律P*一、一、电流元在空间产生的磁场电流元在空间产生的磁场真空磁导率真空磁导率 任意载流导线在点任意载流导线在点 P 处的磁感强度处的磁感强度磁感强度叠加原理磁感强度叠加原理82 毕奥毕奥萨伐尔定律萨伐尔定律12345678例例 判断下列各点磁感强度的方向和大小判断下列各点磁感强度的方向和大小.+1、5 点点：3、7点点：2、4、6、8 点点：毕奥毕奥萨伐尔定律萨伐尔定律92 毕奥毕奥萨伐尔定律萨伐尔定律PCD*解解 方向均沿方向均沿 x 轴的负方向轴的负方向二、载流直导线的磁场二、载流直导线的磁场102 毕奥

5、毕奥萨伐尔定律萨伐尔定律 的方向沿的方向沿 x 轴的负方向轴的负方向.无限长无限长载流长直导线的磁场载流长直导线的磁场.PCD+112 毕奥毕奥萨伐尔定律萨伐尔定律IB 电流与磁感强度成电流与磁感强度成右螺旋关系右螺旋关系半无限长半无限长载流长直导线的磁场载流长直导线的磁场 无限长载流长直导线的磁场无限长载流长直导线的磁场*PIBX X122 毕奥毕奥萨伐尔定律萨伐尔定律I 真空中真空中,半径为半径为R 的载流导线的载流导线,电流电流I,求求其其轴线上一点轴线上一点 p 的磁感强度的方向和大小的磁感强度的方向和大小.解解 根据对称性分析根据对称性分析三、三、圆形载流导线的磁场圆形载流导线的磁场

6、.p*132 毕奥毕奥萨伐尔定律萨伐尔定律p*142 毕奥毕奥萨伐尔定律萨伐尔定律 3）4）1）若线圈有）若线圈有 匝匝讨讨论论*2）的方向不变的方向不变(和和 成成右螺旋右螺旋关系）关系）152 毕奥毕奥萨伐尔定律萨伐尔定律oI（5）*Ad（4）*o（2R）I+R（3）oIIRo（1）x16+pR+*四、四、载流直螺线管的磁场载流直螺线管的磁场 如图所示，有一长为如图所示，有一长为l,半径为半径为R的载流密绕直螺的载流密绕直螺线管，螺线管的总匝数为线管，螺线管的总匝数为N，通有电流通有电流I.设把螺线管设把螺线管放在真空中，求管内轴线上一点处的磁感强度放在真空中，求管内轴线上一点处的磁感强度

7、.解解 由圆形电流磁场公式由圆形电流磁场公式o17op+18 讨讨 论论（1）P点位于管内点位于管内轴线中点轴线中点若若19(2)无限长的无限长的螺线管螺线管 （3）半无限长半无限长螺线管螺线管或由或由 代入代入xBO20解法一解法一 圆电流的磁场圆电流的磁场向外向外 例例1 半径半径 为为 的带电薄圆盘的电荷面密度的带电薄圆盘的电荷面密度为为 ,并以角速度并以角速度 绕通过盘心垂直于盘面的轴转绕通过盘心垂直于盘面的轴转动动，求求圆盘圆盘中心中心的磁感强度的磁感强度.向内向内212.一段载流导线所受的安培力一段载流导线所受的安培力四、安培定律与磁力矩四、安培定律与磁力矩1.安培力律安培力律安培

8、指出，任意电流元在磁场中受力为安培指出，任意电流元在磁场中受力为22如图所示，一载流导线在均匀磁场中如图所示，一载流导线在均匀磁场中，求其所求其所受到的安培力受到的安培力.BIab解：解：因为因为故故等效于这弯曲导线起点到终点的矢量等效于这弯曲导线起点到终点的矢量方向的一根载流直导线所受的作用力方向的一根载流直导线所受的作用力一条一条弯曲载流导线在弯曲载流导线在均匀均匀磁场中所受的力磁场中所受的力23 M,N O,PMNOPI3、磁场作用于载流线圈的磁力矩磁场作用于载流线圈的磁力矩如图如图 均匀均匀磁场中有一矩形载流线圈磁场中有一矩形载流线圈MNOP24线圈有线圈有N N匝时匝时MNOPI M

9、,N O,P25IB.IBB+I稳定平衡稳定平衡不不稳定平衡稳定平衡讨讨 论论1）方向与方向与 相同相同2）方向相反方向相反3）方向垂直方向垂直力矩最大力矩最大26 结论结论:均匀均匀磁场中，任意形状磁场中，任意形状刚刚性闭合性闭合平平面面通电线圈所受的力和力矩为通电线圈所受的力和力矩为与与 成成右右螺旋螺旋0pqq=稳定稳定平衡平衡非稳定非稳定平衡平衡 磁矩磁矩27例、例、证明转动带电园盘的磁矩证明转动带电园盘的磁矩。rdro解：解：解：解：284.3 恒定电流磁场的基本方程恒定电流磁场的基本方程一、磁感应线一、磁感应线1磁感应线：磁感应线：用来描述磁场分布的曲线。用来描述磁场分布的曲线。磁

10、感应线上任一点切线的方向磁感应线上任一点切线的方向B的方向的方向。B的大小可用磁感应线的疏密程度表示的大小可用磁感应线的疏密程度表示。磁感应线密度：磁感应线密度：在与磁感应线垂直的单位面积上的穿过在与磁感应线垂直的单位面积上的穿过的磁感应线的数目。的磁感应线的数目。292、几种典型的磁感应线、几种典型的磁感应线IB载流长直导线载流长直导线圆电流圆电流 载流长螺线管载流长螺线管3、磁感应线特性、磁感应线特性磁感应线是环绕电流的无头尾的闭合曲线，无起点无终点；磁感应线是环绕电流的无头尾的闭合曲线，无起点无终点；磁感应线不相交。磁感应线不相交。30二、二、磁通量磁通量2、计算、计算1、磁通量定义：、

11、磁通量定义：通过磁场中某一曲面的磁感应线的数目，通过磁场中某一曲面的磁感应线的数目，定义为磁通量，用定义为磁通量，用表示表示。dSdSc.通过任一曲面的通过任一曲面的磁通量磁通量dS313、说明、说明规定规定n的方向垂直于曲面向外的方向垂直于曲面向外 磁感应线从曲面内穿出时，磁通量为正磁感应线从曲面内穿出时，磁通量为正(0)0)磁感应线从曲面出穿入时，磁通量为负磁感应线从曲面出穿入时，磁通量为负(/2,cos0)穿过曲面通量可直观地理解为穿过该面的磁感应线条数穿过曲面通量可直观地理解为穿过该面的磁感应线条数单位：韦伯单位：韦伯(wb)1Wb=1Tm2 32三、三、高斯定律高斯定律1、内容、内容

12、 通过任意闭合曲面的磁通量必等于零。通过任意闭合曲面的磁通量必等于零。2、解释、解释磁感应线是闭合的，因此磁感应线是闭合的，因此有多少条磁感应线进入闭有多少条磁感应线进入闭合曲面，就一定有多少条合曲面，就一定有多少条磁感应线穿出该曲面。磁感应线穿出该曲面。磁场是有旋磁场是有旋/无散场无散场(非保守场非保守场)；电场是有源场，保守场电场是有源场，保守场 3、说明、说明S33安培安培(Ampere,1775-1836)法国物理学家，电动力学的创始人。法国物理学家，电动力学的创始人。1805年年担任法兰西学院的物理教授，担任法兰西学院的物理教授，1814年参加了年参加了法国科学会，法国科学会，181

13、8年担任巴黎大学总督学，年担任巴黎大学总督学，1827年被选为英国皇家学会会员。他还是柏年被选为英国皇家学会会员。他还是柏林科学院和斯德哥尔摩科学院院士。林科学院和斯德哥尔摩科学院院士。安培在电磁学方面的贡献卓著，发现了一系安培在电磁学方面的贡献卓著，发现了一系列的重要定律、定理，推动了电磁学的迅速列的重要定律、定理，推动了电磁学的迅速发展。发展。1827年他首先推导出了电动力学的基年他首先推导出了电动力学的基本公式，建立了电动力学的基本理论，成为本公式，建立了电动力学的基本理论，成为电动力学的创始人。电动力学的创始人。四、安培环路定理四、安培环路定理 341 1、安培环路定理、安培环路定理o

14、 设闭合回路设闭合回路 为圆形为圆形回路回路（与与 成成右右螺旋螺旋）载载流长直流长直导线的磁感强导线的磁感强度为度为35o若若回路绕向化为回路绕向化为逆逆时针时，时针时，则则对任意形状的回路对任意形状的回路 与与 成成右右螺旋螺旋36电流在回路之外电流在回路之外37 多电流情况多电流情况 以上结果对以上结果对任意任意形状形状的闭合电流（伸向无限远的闭合电流（伸向无限远的电流）均成立的电流）均成立.安培环路定理安培环路定理38安培环路定理安培环路定理 即在真空的稳恒磁场中，磁感应强度即在真空的稳恒磁场中，磁感应强度 沿任沿任一闭合路径的积分的值，等于一闭合路径的积分的值，等于 乘以该闭合路径乘

15、以该闭合路径所包围的各电流的代数和所包围的各电流的代数和.电流电流 正负正负的规定的规定：与与 成成右右螺旋时，螺旋时，为为正正；反反之为之为负负.注意注意39 问问 1）是否与回路是否与回路 外电流有关外电流有关？2）若若 ，是否回路是否回路 上各处上各处？是否回路是否回路 内无电流穿过内无电流穿过？401.分分析磁场的对称性：根据电流的分布来分析；析磁场的对称性：根据电流的分布来分析；2.2.过场点选取合适的闭合积分路径；过场点选取合适的闭合积分路径；3.3.选好积分回路的取向，确定回路内电流的正负；选好积分回路的取向，确定回路内电流的正负；4.4.由安培环路定理求出由安培环路定理求出B

16、B。2、安培环路定理的应用、安培环路定理的应用41应用举例应用举例 例例1 1 求长直密绕螺线管内磁场求长直密绕螺线管内磁场 解：解：1)1)对称性分析螺旋管内为均匀场对称性分析螺旋管内为均匀场 ,方向沿轴方向沿轴向向,外外部磁感强度趋于零部磁感强度趋于零 ，即，即 .42 无限长载流螺线管内部磁场处处相等无限长载流螺线管内部磁场处处相等 ,外部磁外部磁场为零场为零.2)选回路选回路 .+磁场磁场 的方向与电的方向与电流流 成成右螺旋右螺旋.MNPO43当当 时，螺绕环内可视为均匀场时，螺绕环内可视为均匀场 .例例2 2、求载流螺绕环内的磁场求载流螺绕环内的磁场2）选回路选回路.解解 1）对称

17、性分析对称性分析；环内环内 线为同心圆，环外线为同心圆，环外 为零为零.令令44例例3 3、无限长载流圆柱体的磁场无限长载流圆柱体的磁场解解 1）对称性分析对称性分析 2）选取回路选取回路.45 的方向与的方向与 成右螺旋成右螺旋46例例4 4、无限长载流圆柱面的磁场无限长载流圆柱面的磁场解解47例例5、同同轴轴电电缆缆的的内内导导体体圆圆柱柱半半径径为为R1，外外导导体体圆圆筒筒内内外半径分别为外半径分别为R2、R3，电缆载有电流电缆载有电流I，求磁场的分布。求磁场的分布。解解：同同轴轴电电缆缆的的电电流流分分布布具具有有轴轴对对称称性性在在电电缆缆各各区区域域中中磁磁力力线线是是以以电电缆

18、缆轴轴线线为为对称轴的同心圆。对称轴的同心圆。R2R3IR1Irr R1时时,取沿半径取沿半径 r 的磁感应线为环路的磁感应线为环路48R1 r R2,同理同理R2R3IR1Ir49R2 r R3,B=0R2R3IR1Ir514-4 带电粒子在电场和磁场中的运动带电粒子在电场和磁场中的运动一、带电粒子在电场和磁场中所受的力一、带电粒子在电场和磁场中所受的力电场力电场力磁场力磁场力洛仑兹力的方向垂直洛仑兹力的方向垂直于运动电荷的速度和于运动电荷的速度和磁感应强度所组成的磁感应强度所组成的平面，且符合右手螺平面，且符合右手螺旋定则。旋定则。带电粒子在电场和磁场带电粒子在电场和磁场中所受的力中所受的

19、力q BvFm洛仑兹洛仑兹(Hendrik Antoon Lorentz,1853-1928)1895年，洛仑兹根据物质电结构的假年，洛仑兹根据物质电结构的假说，创立了说，创立了经典电子论经典电子论。洛仑兹的电磁。洛仑兹的电磁场理论研究成果，在现代物理中占有重场理论研究成果，在现代物理中占有重要地位。洛仑兹力是洛仑兹在研究电子要地位。洛仑兹力是洛仑兹在研究电子在磁场中所受的力的实验中确立起来的。在磁场中所受的力的实验中确立起来的。洛仑兹还预言了洛仑兹还预言了正常的塞曼效益正常的塞曼效益，即，即磁场中的光源所发出的各谱线，受磁场磁场中的光源所发出的各谱线，受磁场的影响而分裂成多条的现象中的某种特

20、的影响而分裂成多条的现象中的某种特殊现象。殊现象。洛仑兹的理论是从经典物理到相对论洛仑兹的理论是从经典物理到相对论物理的重要桥梁，他的理论构成了相对物理的重要桥梁，他的理论构成了相对论的重要基础。洛仑兹对论的重要基础。洛仑兹对统计物理学统计物理学也也有贡献。有贡献。荷兰物理学家、数荷兰物理学家、数学家，因研究磁场学家，因研究磁场对辐射现象的影响对辐射现象的影响取得重要成果，与取得重要成果，与塞曼共获塞曼共获1902年诺年诺贝尔物理学奖金。贝尔物理学奖金。532、速度方向与磁场方向垂直、速度方向与磁场方向垂直洛仑兹力的大小洛仑兹力的大小方向：垂直与速度的和磁场的方向方向：垂直与速度的和磁场的方向

21、回旋半径回旋半径回旋周期回旋周期回旋频率回旋频率圆周运动圆周运动二、带电粒子在磁场中的运动二、带电粒子在磁场中的运动1、速度方向与磁场方向平行、速度方向与磁场方向平行带电粒子受到的洛仑兹力为零，带电粒子受到的洛仑兹力为零，粒子作直线运动。粒子作直线运动。543、速度方向与磁场方向有夹角、速度方向与磁场方向有夹角把速度分解成平行于磁场的把速度分解成平行于磁场的分量与垂直于磁场的分量分量与垂直于磁场的分量平行于磁场的方向：平行于磁场的方向：F/=0，匀速直线运动匀速直线运动垂直于磁场的方向：垂直于磁场的方向：F=qvBsin，匀速圆周运动匀速圆周运动粒子作螺旋线向前运动，轨迹是螺旋线。粒子作螺旋线

22、向前运动，轨迹是螺旋线。回旋半径回旋半径回旋周期回旋周期螺距螺距粒子回转一周所粒子回转一周所前进的距离前进的距离55hB 螺距螺距d与与v无关，只与无关，只与v/成正比，若各成正比，若各粒子的粒子的v/相同，则其螺距是相同的，相同，则其螺距是相同的，每转每转 一周粒子都相交于一点，利用这一周粒子都相交于一点，利用这个原理，可实现个原理，可实现磁聚焦磁聚焦。56地磁场，两极强，中间弱，能地磁场，两极强，中间弱，能够捕获来自宇宙射线的的带电够捕获来自宇宙射线的的带电粒子，在两极之间来回振荡。粒子，在两极之间来回振荡。1958年，探索者一号卫星在外年，探索者一号卫星在外层空间发现被磁场俘获的来自层空

23、间发现被磁场俘获的来自宇宙射线和太阳风的质子层和宇宙射线和太阳风的质子层和电子层电子层Van Allen辐射带辐射带57三、带电粒子在电场和磁场中的运动举例三、带电粒子在电场和磁场中的运动举例1、电子比荷（、电子比荷（e/m）的测定的测定引言：引言：电子的电量和质量是电子的电量和质量是电子基本属性，对电子的电电子基本属性，对电子的电量、质量和两者的比值量、质量和两者的比值(即比即比荷荷)的测定有重要的意义。的测定有重要的意义。1897年年J.J.Thomson在卡文在卡文迪许实验室测量电子比荷，迪许实验室测量电子比荷，为此为此1906年获年获Nobel物理奖。物理奖。实验装置实验装置原理原理加

24、速电子经过电场与磁场区域加速电子经过电场与磁场区域发生偏转发生偏转y结论结论对于速度不太大的电子对于速度不太大的电子58.+-A AK+dL.三三 带电粒子在电场和磁场中运动举例带电粒子在电场和磁场中运动举例1.电子比荷的测定电子比荷的测定速度选择器速度选择器59dL+-o60dL+-o61dL+-o上述计算上述计算 的条件的条件电子电子比荷比荷622、质谱仪质谱仪引言：引言：是用物理方法分析同位素的仪器，由英国物理学家与是用物理方法分析同位素的仪器，由英国物理学家与化学家阿斯顿于化学家阿斯顿于1919年创造，当年发现了氯与汞的同位素，年创造，当年发现了氯与汞的同位素，以后几年又发现了许多同位

25、素，特别是一些非放射性的同位以后几年又发现了许多同位素，特别是一些非放射性的同位素，为此，阿斯顿于素，为此，阿斯顿于1922年获诺贝尔化学奖。年获诺贝尔化学奖。原理图原理图速度选择器速度选择器+从离子源出来的离子经过从离子源出来的离子经过S1、S2加速进入电场和磁场空间，加速进入电场和磁场空间，若粒子带正电荷若粒子带正电荷+q，则电荷所则电荷所受的力有：受的力有：洛仑兹力洛仑兹力：qvB电场力电场力：qE若粒子能进入下面的磁场若粒子能进入下面的磁场qvB=qE速度选择器速度选择器63若每个离子所带电量相等，由若每个离子所带电量相等，由谱线的位置可以确定同位素的谱线的位置可以确定同位素的质量。质

26、量。由感光片上谱线的黑度，可以由感光片上谱线的黑度，可以确定同位素的相对含量。确定同位素的相对含量。质谱分析：质谱分析：带电粒子带电粒子 经过速度选择器后，进经过速度选择器后，进入磁场入磁场B中做圆周运动，半径中做圆周运动，半径R为为+锗的质谱锗的质谱643、回旋加速器回旋加速器美国物理学家劳伦美国物理学家劳伦斯于斯于1934年研制成年研制成功第一台加速器功第一台加速器劳伦斯于劳伦斯于1939年获年获诺贝尔物理学奖。诺贝尔物理学奖。65结构：结构：密封在真空中的两个金属盒（密封在真空中的两个金属盒（D1和和D2）放在电磁铁两放在电磁铁两极间的强大磁场中，两盒间接有交流电源，它在缝隙极间的强大磁

27、场中，两盒间接有交流电源，它在缝隙里的交变电场用以加速带电粒子。里的交变电场用以加速带电粒子。目的：目的：用来获得高能带电粒子用来获得高能带电粒子轰击原轰击原子核或其它粒子，观察其中的反应，子核或其它粒子，观察其中的反应，研究原子核或其它粒子的性质。研究原子核或其它粒子的性质。原理：原理：使带电粒子在电场与磁场作用下，使带电粒子在电场与磁场作用下，往复加速达到高能。往复加速达到高能。66交变电场的周期恰好为回旋周期时交变电场的周期恰好为回旋周期时粒子绕过半圈恰好电场反向，粒子又被粒子绕过半圈恰好电场反向，粒子又被加速。加速。因为回旋周期与半径无关，所以粒子可因为回旋周期与半径无关，所以粒子可被

28、反复加速，至用致偏电极将其引出。被反复加速，至用致偏电极将其引出。回旋频率回旋频率当粒子到达半圆边缘时，粒子的速率为（当粒子到达半圆边缘时，粒子的速率为（R0为最大半径）为最大半径）粒子动能粒子动能理论理论增大电磁铁的截面，可以增大粒子的能量增大电磁铁的截面，可以增大粒子的能量实际实际比较困难比较困难演示演示67兰州重离子加速器兰州重离子加速器北京正负电子对撞机北京正负电子对撞机合肥同步辐射加速器合肥同步辐射加速器我国最大的三个加速器我国最大的三个加速器684、霍耳效应霍耳效应1879年霍耳发现载流导体放在年霍耳发现载流导体放在磁场中，如果磁场方向与电流磁场中，如果磁场方向与电流方向垂直，则在

29、与磁场和电流方向垂直，则在与磁场和电流二者垂直的方向上出现横向电二者垂直的方向上出现横向电势差，这一现象称之为势差，这一现象称之为霍耳效霍耳效应应。相应的电势差称为。相应的电势差称为霍耳电霍耳电压压。现象现象实验规律实验规律在磁场不太强时，霍耳电在磁场不太强时，霍耳电压与电流压与电流I和磁感应强度和磁感应强度B成正比，而与导电板的厚成正比，而与导电板的厚度度d 成反比成反比I+_+-EBbddbuHI69假设载流子是负电荷，定向假设载流子是负电荷，定向漂移速漂移速度为度为vd与电流反向与电流反向，磁场中的洛仑，磁场中的洛仑兹力使载流子运动，形成兹力使载流子运动，形成霍耳电场霍耳电场。电场力与洛

30、仑兹力平衡时电子的漂电场力与洛仑兹力平衡时电子的漂移达到动态平衡，从而形成横向电移达到动态平衡，从而形成横向电势差。势差。霍耳系数霍耳系数 +I霍耳效应的经典解释霍耳效应的经典解释70霍耳效应的应用霍耳效应的应用半导体的载流子浓度小于金属半导体的载流子浓度小于金属电子的浓度，且容易受温度、电子的浓度，且容易受温度、杂质的影响，所以霍耳系数是杂质的影响，所以霍耳系数是研究半导体的重要方法之一。研究半导体的重要方法之一。判定载流子类型判定载流子类型测量载流子浓度测量载流子浓度测量磁感应强度测量磁感应强度测量电流测量电流测量温度测量温度1980年，德国物理学家克利青在研究低温和强磁场下半导体年，德国

31、物理学家克利青在研究低温和强磁场下半导体的霍耳效应时，发现的霍耳效应时，发现UHB的曲线出现台阶，而不是线性关的曲线出现台阶，而不是线性关系系量子霍耳效应量子霍耳效应。为此克利青于。为此克利青于1985年获得诺贝尔物理年获得诺贝尔物理学奖。学奖。后来又发现了分数量子霍耳效应。分数量子霍耳效应与分数后来又发现了分数量子霍耳效应。分数量子霍耳效应与分数电荷的存在与否有关。电荷的存在与否有关。优点：无机械损耗，可以提高效率，优点：无机械损耗，可以提高效率，缺点：尚存在技术问题有待解决。缺点：尚存在技术问题有待解决。71+I +I72气气体体在在3000K高高温温下下将将发发生生电电离离，成成为为正正、负负离离子子，将将 高高 温温 等等 离离 子子 气气 体体 以以1000m/s的的速速度度进进入入均均匀匀磁磁场场B中中+高温高温等离等离子气子气+I 正电荷聚集在上板，负正电荷聚集在上板，负电荷聚集在下板，因而电荷聚集在下板，因而可向外供电。可向外供电。73