磁场对运动电荷和载流导线作用.PPTx

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1、安培力与洛伦兹力的关系安培力与洛伦兹力的关系(1)洛伦兹力始终与电荷运动方向垂直，故洛伦兹力始终与电荷运动方向垂直，故对电荷不作功对电荷不作功(2)在一般情况下，空间中电场和磁场同时存在时，带电在一般情况下，空间中电场和磁场同时存在时，带电 粒子所受的力为粒子所受的力为只改变粒子的方向只改变粒子的方向,而不改变它的速率和动能而不改变它的速率和动能(3)安培力是大量带电粒子洛伦兹力的矢量叠加安培力是大量带电粒子洛伦兹力的矢量叠加r说明第1页/共12页例第2页/共12页2.带电粒子在均匀磁场中的运动带电粒子在均匀磁场中的运动(1)情况情况带电粒子的运动不受磁场影响带电粒子的运动不受磁场影响(2)情

2、况情况ORR 与与 成正比成正比T 与与 无关无关它是它是磁聚焦磁聚焦,回旋加速器回旋加速器的基本理论依据的基本理论依据第3页/共12页(1)确定粒子的速度和能量。确定粒子的速度和能量。(2)判别粒子所带电荷的正负判别粒子所带电荷的正负带电粒子的偏转方向带电粒子的偏转方向带电粒子的偏转方向带电粒子的偏转方向根据根据来判断来判断r讨论带电粒子带电粒子根据宇宙射线轰击根据宇宙射线轰击铅板所产生的粒子铅板所产生的粒子轨迹轨迹,发现了正电子发现了正电子第4页/共12页 7.4.2 7.4.2 霍耳效应在一个通有电流的导体在一个通有电流的导体(或半导体或半导体)板上，若垂直于板面施加板上，若垂直于板面施

3、加一磁场，则在与电流和磁场都垂直的方向上一磁场，则在与电流和磁场都垂直的方向上,板面两侧会出板面两侧会出现微弱电势差现微弱电势差 霍耳效应霍耳效应a1.实验结果实验结果ldIb2.原理原理横向电场阻碍电子的偏转横向电场阻碍电子的偏转洛伦兹力使洛伦兹力使电子偏转电子偏转第5页/共12页当达到动态平衡时：当达到动态平衡时：(霍耳系数霍耳系数)(1)通过测量霍耳系数可以确定导电体中载流子浓度通过测量霍耳系数可以确定导电体中载流子浓度;是是研究研究 半导体材料性质的有效方法（浓度随杂质、温度等变化）半导体材料性质的有效方法（浓度随杂质、温度等变化）r讨论第6页/共12页+n 型半导体型半导体p 型半导

4、体型半导体(2)区分半导体材料区分半导体材料 霍耳系数的正负与载流子电荷性质有关霍耳系数的正负与载流子电荷性质有关第7页/共12页7.4.3 7.4.3 安培定律载流导体产生磁场载流导体产生磁场磁场对电流有作用磁场对电流有作用大小：大小：方向：方向：任意形状载流导线在外磁场中受到的安培力任意形状载流导线在外磁场中受到的安培力若磁场为匀强场若磁场为匀强场 在匀强磁场中的闭合电流受力在匀强磁场中的闭合电流受力安培力安培力r讨论第8页/共12页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对对 ab 段段对对 cd 段段已知载流线圈受的合力为零已知载流线圈受的合力为零大小相大小相等，方

5、等，方向相反向相反7.4.4.均匀磁场对载流线圈的作用对对 bc 段段对对 da 段段 形成力偶形成力偶大小相大小相等，方等，方向相反向相反第9页/共12页 线圈所受的力矩线圈所受的力矩在匀强磁场中，平面线圈所受的安培力为零，在匀强磁场中，平面线圈所受的安培力为零，仅受磁力矩的作用仅受磁力矩的作用r结论(1)线圈所受的力矩线圈所受的力矩 运动趋势运动趋势稳定平衡稳定平衡非稳定平衡非稳定平衡力矩最大力矩最大r讨论第10页/共12页适用于任意形状适用于任意形状的平面载流线圈的平面载流线圈(3)磁力矩总是力图使线圈的磁矩转到和外磁场一致的方向上。磁力矩总是力图使线圈的磁矩转到和外磁场一致的方向上。(2)载流矩形小线圈受的磁力矩载流矩形小线圈受的磁力矩第11页/共12页感谢您的观看！第12页/共12页