大学物理电子教案磁场对电流的作用

第十章磁场对电流的作用（actionofmagneticfieldonthecurrent）§10—1磁场对电流元的作用（actionofmagneticfieldonthecurrentelement）一、安培定律（AmpereLaw）一、安培定律（AmpereLaw）电流元受到磁场的作用大小（size）方向（direction）同故1、计算（compute）（1）公式（2）方法取电流元，用定律写出其受力积分求整个电流的受力矢量积分要注意“标量”化多变量时要注意统一变量（3）例题（example）如图，一半径为R的载流（I）半圆线圈置于均匀磁场中，求其受力。oIy如图，一半径为R的载流（I）半圆线圈置于均匀磁场中，求其受力。oIy解（1）任取电流元，用定律写求其受力其大小方向如图（2）分解成标量（3）统一变量积分（）二、两平行长直截流导线间的相互作用力（interactionoftworectilinearcurrentlead）实为场对电流的作用力在产生的场方向实为场对电流的作用力在产生的场方向对的作用力a⊙单位长度的作用力同法可得对的作用力单位长度的作用力§10—2磁场对截流线圈的作用（actionofmagneticfieldwithcurrentloop）对截流线圈的作用(actionofmagneticfieldwithcurrentloop)B⊙bcdIa1、力(force)B⊙bcdIa（1）等大、反向、共线、抵消（2）等大、反向、不共线、成力偶2、力矩(momentofforce)（1）大小，（2）方向同,磁矩二、运动状态(stateofmotion)1、转动条件：当时、2、平衡条件：，稳定平衡，非稳定平衡三、磁力矩(momentofmagneticforce)1、定义(definition)2、功(work)转动力矩的功四、随堂练习(practiceontheclass)如图，一载流线半径为R，载流为I，置于均匀磁场中，求：1、线圈受到的安培力；2、线圈受到的磁力矩（对Y轴）解（1）取电流元如图，其受力大小方向：☉沿A轴积分可得圆电流的受力（2）据定义，磁力矩其大小方向：沿Y轴负向§10—3洛伦兹力(Lorenzforce)一、洛伦兹力(Lorenzforce)1、概念concept)磁场对运动电荷的作用力，起源于安培力2、公式(formula)运动电荷速度，电量，导体中该带电粒子数密度为该电源仅有电荷运动而生，则由安培定律可得安培力（即的受力）实为时间内通过面S的电量，在本例中就是，故的受力其大小

方向同 反二、霍耳效应(Halleffect)现象(phenomenon)现象(phenomenon)场中置一半导体薄片,让的电流流过，则在薄片上下两底面可见异号电荷出现（产生电势差）2、解释(explain)可用洛伦兹力来解释以正电子形成电流为例，则正电子受力方向如图，故面堆积正电荷，堆积负电荷3、应用（application）很广，如霍耳电机，霍耳元件等§10—4带电粒子在电场和磁场中的运动(motionofchargedparticlesinelectricandmagneticfield)一、在电场中(motionofchargedparticlesinelectricandmagneticfield)1、受力(force)2、运动匀加速运动，可按质点处理二、在均匀磁场中(motioninmagneticfield)1、受力(force)大小：方向：，同2、运动(motion)（1），2、运动(motion)（1），，匀直运动（2），向心力，圆周运动（3），可分解合成，作螺旋运动使粒子匀直运动合成，作螺旋运动使粒子圆周运动螺旋半径由解得螺距（）三、在电场及磁场中(motioninelectricandmagneticfield)1、受力(force)2、运动(motion)一般较复杂。需视力而定，在特例 中作匀直运动，其速率常被用作选速器中作匀直运动，其速率常被用作选速器四、随堂练习(practiceontheclass)如图，质量为，电量为的粒子，以速度如图，质量为，电量为的粒子，以速度射入均匀磁场中，已知磁在X轴方向上宽，粒子离开磁场后在X轴方向上前进的距离为