物理上第8章第八章恒定电流的磁场

1、第八章 恒定电流的磁场8.1 电流8.3 毕奥萨伐尔定律及其应用8.2 磁场 磁感应强度8.4 磁场的高斯定理和安培环路定理8.5 磁场对电流的作用8.6 磁场对运动电荷的作用8.7 磁介质及其磁化特性8.8 有磁介质时的安培环路定理 磁场强度8.5 磁场对电流的作用一、安培定律二、磁场对载流平面线圈的作用三、磁力的功四、平行无限长直载流导线间的相互作用一、安培定律 1、定律：磁场中任一点 处的电流元 所受到的磁场的作用力为： 整个载流闭合回路在磁场中所受到的安培力为：矢量积分8.5 磁场对电流的作用方向:由 确定.2、利用安培定律求磁力的一般步骤.(2)分析对称,建立坐标系,则:即:方向:8

2、.5 磁场对电流的作用可见:弯曲通电导线 在均匀磁场中所受的磁力与其形状无关,仅与导线端点的位置有关.即:与两端点连线通同向电流受力相同.方向:8.5 磁场对电流的作用8.5 磁场对电流的作用 载流线圈在空间的取向。规定：将右手四指弯曲用以代表线圈中的电流的回绕方向，伸直的拇指即代表线圈平面的法线矢量 的指向。二、磁场对载流平面线圈的作用2、均匀磁场对平面载流线圈的磁力矩(以特例引出)8.5 磁场对电流的作用bc和da两边所受的力的大小为：方向如图方向相反!8.5 磁场对电流的作用合力矩的大小：称为线圈总磁矩。推广：任意平面载流线圈在均匀磁场中所受到的总磁力矩为： 匝线圈：8.5 磁场对电流的

3、作用三、磁力的功8.5 磁场对电流的作用I恒定 例题3.如图所示,一半径 为R,通有电流I的半圆形闭合线圈,置于均匀磁场中,磁感应强度大小为B,方向与线圈平行.求: (1)线圈所受的磁力矩; (2)在磁力矩作用下线圈转过 过程中磁力矩的功.8.5 磁场对电流的作用四、平行无限长载流直导线间的相互作用 导线1在导线2处产生的磁感应强度为: 导线2的一段 受到的安培力为：同理:导线1的一段 受到的安培力为：单位长度导线所受到的作用力的大小为： 其方向为：当两导线的电流沿同方向时相互吸引，当电流反方向时，互相排斥。8.5 磁场对电流的作用 “安培”的定义：一恒定电流，若保持在处于真空中相距1米的两无

4、限长而圆截面可忽略的平行直导线内，则在此两导线之间产生的力在每米长度上等于 牛顿。8.5 磁场对电流的作用三、霍耳效应8.6磁场对运动电荷的作用一、洛仑兹力二、带电粒子在电磁场中的运动一、洛仑兹力8.6磁场对运动电荷的作用二、带电粒子在均匀电磁场中的运动1、带电粒子在均匀磁场中运动粒子作匀速直线运动设粒子:质量m,带电q,运动速度粒子作匀速圆周运动8.6磁场对运动电荷的作用磁聚焦原理： 当 相差不多， 很小时,螺距：8.6磁场对运动电荷的作用周期:螺距：8.6磁场对运动电荷的作用2、带电粒子在均匀电磁场中运动粒子受力:动力学方程:复杂问题霍耳效应的理论解释：为霍耳系数。三、霍耳效应 将一个导电

5、板放在垂直于它的磁场中，当有电流通过它时，在导电板的两侧 产生一个电势差 。这种现象叫霍耳效应。 如图:以载流子为正电荷为例,当电场力和洛仑兹力大小相等、方向相反时,霍耳效应处于平衡.即:8.6磁场对运动电荷的作用霍耳系数：8.6磁场对运动电荷的作用霍耳效应与载流子电荷正负的关系8.6磁场对运动电荷的作用例1、回旋加速器是一种获得高速粒子的装置，其基本原理是利用了回旋频率与粒子速度无关的性质。其核心部分是两个D形盒，它们是密封在真空中的两个半圆形金属空盒，放在电磁铁两极之间的强大磁场中，磁场的方向垂直于D形盒的底面。两个D形盒之间留有窄缝，中心附近放置粒子源。8.6磁场对运动电荷的作用 在两个D形盒之间接有交流电源，它在缝隙里形成一个交变电场用以加速带电粒子。试分析回旋加速器的基本工作原理。解：