大物郑殊电磁学3力

1、(Motionsofchargedagnetic (Thetrajectoryofachargedagnetic带粒子的电量为(Motionsofchargedagnetic (Thetrajectoryofachargedagnetic带粒子的电量为 ，速磁力力)F qvB m ，电量为v B vqv2qvB m ，电量为v B vqv2qvB R回转频率(Cyclotronf 2 qB T 与vT m, 1, R Bvvv与(v B)vBvBvvv与(v B)vBvh螺线轨道运动(helical path)。h 2 mv R mv / vBh磁聚(Magnetic 粒子束发散角不大、Bh磁

2、聚(Magnetic 粒子束发散角不大、速度相近v/ 其螺矩 h 二、带电粒子在非均匀磁场中的运研究带电粒子在载流圆线圈产生的磁场B在非均匀磁场中，带电粒子其速度方向和磁场不同时，它就要做半径(radius)和螺距(pitch)都将不断发生变化的螺线运BRBhh 2mv R mvh2mv考虑粒(取正电荷)向磁场较强方向旋进时的情况v粒子受到一个和前进方向相反的分量，这一分量能最终使粒子的速度减小到零，并继而沿相反方F反考虑粒(取正电荷)向磁场较强方向旋进时的情况v粒子受到一个和前进方向相反的分量，这一分量能最终使粒子的速度减小到零，并继而沿相反方F反BF磁镜(Magnetic磁瓶(Magnet

3、ic带电粒子在非均匀磁场中受到的 力，恒有一指向磁场较弱方向的分力，此分力 粒子向磁场较强方向运动，可使粒子沿磁场方向的运动渐渐小到零，从而迫使粒子掉向(Thelenradiation800 北（(Thelenradiation800 北（Theauroranorthern磁B效应（The Hall 1879I+h-bU效应H电势差电压1B效应（The Hall 1879I+h-bU效应H电势差电压1RRHHBB hI+v- v-b相等evIBFUHE h1I RHne正效应载流子是空穴 PBB hI+v- v-b相等evIBFUHE h1I RHne正效应载流子是空穴 P负效应载流子是电子

4、n IB例题：b2c米宽，d0.1厚的金属带，载有20A电流，处于磁感应强度为2.0T的均匀磁场中，测得霍尔电势差为 4.27V。求（1）金属带中电子的漂移速度vd；（例题：b2c米宽，d0.1厚的金属带，载有20A电流，处于磁感应强度为2.0T的均匀磁场中，测得霍尔电势差为 4.27V。求（1）金属带中电子的漂移速度vd；（2）电子的浓度；（3）M和N点哪点电势高？（4）如用P型半导体代替金属带，M和N点哪点电势高？MBN电子受磁力和霍尔电场力平解bIdv=1.0710-dMN 两侧的霍尔电势差1 n=5.841028 （m-H（3）力作用下向N测偏转，M点电势高（4）型半导体载流子多为空穴

5、（正电荷导电），在磁力作用下向侧偏转，N点电势高。ev B e(Magneticforceonacurrent-carryingconductorand本节研究的是磁场对载流导线(acurrent-carryingconductor)、载流线圈(a current-carrying loop)的作用。在外加电场的作用下，vd 电子F(F (Magneticforceonacurrent-carryingconductorand本节研究的是磁场对载流导线(acurrent-carryingconductor)、载流线圈(a current-carrying loop)的作用。在外加电场的作用下，

6、vd 电子F(F B电子受力的作用，使电子的动量发生变化，大量电子与金属晶格点阵的不断碰撞，在宏观上就表现为导线的受力，这I力力(Magneticforceonacurrent-carryingI qv vISd力(Magneticforceonacurrent-carryingI qv vISdFnsqvdl dFndlsqv而：I dq 这里的BF dF (Idl dF Idl 例在均匀磁场中放置一半径为R的半圆形导线，电流强度为I线两端连线与磁感强度方向夹角 30，求此段圆弧电流受的磁力。解：Idl 受力为F Idl 例在均匀磁场中放置一半径为R的半圆形导线，电流强度为I线两端连线与磁感

7、强度方向夹角 30，求此段圆弧电流受的磁力。解：Idl 受力为F Idl B一段载流导线受的力为：F dF Idl LF Idl)L IabBbIla Il IabB I ab Bsin Fab2R在均匀磁场力除与I 这例强度均为I解(IdF Idl Idl /I在均匀磁场力除与I 这例强度均为I解(IdF Idl Idl /I例3 BB1221方向方向d dd02dl12121例3 BB1221方向方向d dd02dl12121 1ddr2122l 2121 021 12例在一无限长直导线I1旁有一与其垂直的导线段，长为例在一无限长直导线I1旁有一与其垂直的导线段，长为载有电流I2，求导线段

8、所受磁力解：B 02dxax导线段上任意电流元受 0I1I2dF I dxBsinL2xa 垂直导线段电流 的定真空中两无限长直导线相距为1m，两导线中电流强度相同。当导线 长度受力为210-7N时，则导线中此时的电流就规定为1A。电流 是规定，不是导出F二、磁场(均匀)1(ForceandTorqueonacurrent-carryingd线圈平面与B方向成任意角B2所形成的力矩bFF21sin IlBF二、磁场(均匀)1(ForceandTorqueonacurrent-carryingd线圈平面与B方向成任意角B2所形成的力矩bFF21sin IlB ISBsin mB MnmF2l2c

9、受的磁力矩(magnetic torque)过线圈的磁通量最大；即：m 转B 一致方向。d(c M Bl1m受的磁力矩(magnetic torque)过线圈的磁通量最大；即：m 转B 一致方向。d(c M Bl1m M mB M 2magneticmoment m withfield B例在长直导线旁有一矩形线圈，导线中电流I1=20A,中电流I2=10A。已知a = 1cm, b = 9cm, l = 20cm, 0I1 l 0I1I2lF I Bl例在长直导线旁有一矩形线圈，导线中电流I1=20A,中电流I2=10A。已知a = 1cm, b = 9cm, l = 20cm, 0I1 l

10、 0I1I2lF I Bl B122 F 2lI10I1I2l(11)2aaab I I a(a2M m(Workdonebymagneticforceandtorqueinasteadymagnetic1aaBFlAF(Workdonebymagneticforceandtorqueinasteadymagnetic1aaBFlAFIlbI 2载流线圈在均匀磁场中从dAMd Md BISsin2载流线圈在均匀磁场中从dAMd Md BISsin IBSd(cos) Id(BScos) d(c当线圈从 1转到 2时，磁A Id I(2 1) IBMm1212例6：长方形线圈可绕Y轴转动，l1c，28，线圈中电流为0A例6：长方形线圈可绕Y轴转动，l1c，28，线圈中电