7.4 磁场对运动电荷和载流导线的作用 带电粒子在电场中的运动 带电量为q，质量为m的带电粒子，在电场强度为E的电场中

Presentation on theme: "7.4 磁场对运动电荷和载流导线的作用 带电粒子在电场中的运动 带电量为q，质量为m的带电粒子，在电场强度为E的电场中"— Presentation transcript:

1 7.4 磁场对运动电荷和载流导线的作用 7.4.1 带电粒子在电场中的运动 带电量为q，质量为m的带电粒子，在电场强度为E的电场中
在一般电场中，求解上述微分方程比较复杂 1.洛仑兹力 以速度v运动的单个带电量q的粒子在磁场中受到的磁场力f 实验结果

2 安培力与洛伦兹力的关系 说明 (1) 洛伦兹力始终与电荷运动方向垂直，故 对电荷不作功 只改变粒子的方向,而不改变它的速率和动能 (2) 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 (3) 安培力是大量带电粒子洛伦兹力的矢量叠加

3 例

4 2.带电粒子在均匀磁场中的运动 (1) 情况 带电粒子的运动不受磁场影响 (2) 情况 O R R 与 成正比 T 与 无关 它是磁聚焦, 回旋加速器的基本理论依据

5 讨论 (1) 确定粒子的速度和能量。 (2) 判别粒子所带电荷的正负 根据 带电粒子的偏转方向 来判断 带电粒子 根据宇宙射线轰击
铅板所产生的粒子 轨迹,发现了正电子 带电粒子

6 在一个通有电流的导体(或半导体)板上，若垂直于板面施加一磁场，则在与电流和磁场都垂直的方向上,板面两侧会出现微弱电势差
7.4.2 霍耳效应 在一个通有电流的导体(或半导体)板上，若垂直于板面施加一磁场，则在与电流和磁场都垂直的方向上,板面两侧会出现微弱电势差 —— 霍耳效应 1. 实验结果 d b I 2. 原理 l a 洛伦兹力使 电子偏转 横向电场阻碍电子的偏转

7 通过测量霍耳系数可以确定导电体中载流子浓度;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）
当达到动态平衡时： (霍耳系数) 讨论 通过测量霍耳系数可以确定导电体中载流子浓度;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）

8 (2) 区分半导体材料 —— 霍耳系数的正负与载流子电荷性质有关 – + + – n 型半导体 p 型半导体

9 安培定律 载流导体产生磁场 磁场对电流有作用 大小： 安培力 方向： 任意形状载流导线在外磁场中受到的安培力 讨论 若磁场为匀强场 在匀强磁场中的闭合电流受力

10 7.4.4.均匀磁场对载流线圈的作用 在均匀磁场中的刚性矩形载流线圈 已知载流线圈受的合力为零 对 ab 段 对 cd 段 对 bc 段
大小相等，方向相反 对 cd 段 对 bc 段 大小相等，方向相反 对 da 段 —— 形成力偶

11 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
线圈所受的力矩 结论 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 讨论 (1) 线圈所受的力矩 —— 运动趋势 稳定平衡 力矩最大 非稳定平衡

12 (2) 载流矩形小线圈受的磁力矩 适用于任意形状 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。