磁场对电流的作用ppt课件

磁场对电流的作用,1,本章教学要求：理解安培定律和洛伦兹力公式。了解磁矩的概念。能计算简单几何形状载流导体和载流平面线圈在均匀磁场中或在无限长直载流导线产生的非均匀磁场中所受的力和力矩。能分析点电荷在均匀电场和均匀磁场中的受力和运动。,本章重点：安培定律,洛伦兹力。磁矩。本章难点：载流导体在无限长直载流导线产生的非均匀磁场中所受的力。载流平面线圈在均匀磁场中所受的力矩推导。,返回目录,下一页,上一页,2,第二十章磁场对电流的作用,20.2安培力磁场对载流导线的作用,20.3均匀磁场对载流线圈的作用,20.1磁场对运动电荷的作用,20.4磁力作功,返回总目录,3,20.1磁场对运动电荷的作用,20.1.1洛伦兹力,磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力,方向由右手螺旋法则判断,实验表明，磁场中电量为q,速度为v的电荷受到磁力为,式中,为运动电荷,的速度,与磁感应强度,的夹角。,与,组成的平面,F方向总是垂直于,(a),(b),4,返回本章目录,下一页,上一页,5,返回本章目录,下一页,上一页,6,20.1.2带电粒子在磁场中的运动,返回本章目录,下一页,上一页,7,返回本章目录,下一页,上一页,8,9,带电粒子在非均匀磁场中的运动,10,磁聚焦,11,粒子源A,接收器A,磁聚焦原理,很小时,将一束发散角不大的带电粒子束，当它们在磁场B的方向上具有大致相同的速度分量时，它们有相同的螺距。经过一个周期它们将重新会聚在另一点，这种发散粒子束会聚到一点的现象与透镜将光束聚焦现象十分相似，因此叫磁聚焦。,12,磁聚焦法测量荷质比,由阳极小孔射出的电子的动能为,应用电子光学,电子显微镜等.,13,返回本章目录,下一页,上一页,向右,方向向内,14,返回本章目录,下一页,上一页,即,方向向左,排斥力,15,20.1.3霍耳效应,返回本章目录,下一页,上一页,16,17,18,返回本章目录,下一页,上一页,19,返回本章目录,下一页,上一页,20,20.2磁场对载流导线的作用,一安培定律,每个载流子受力,21,磁场,22,返回本章目录,下一页,上一页,方向向内,23,思考,返回本章目录,下一页,上一页,方向向内,方向向上,方向向上,24,思考,返回本章目录,下一页,上一页,提示,I1,a,L,I2,25,返回本章目录,下一页,上一页,方向如图,根据对称性,有,推广,I,X,Y,C,D,R,26,Y,返回本章目录,下一页,上一页,非直线电流在非均匀磁场中受力,两者绝缘,方向沿矢径向外,根据对称性,有,I1,I2,X,r,27,二两个平行电流的相互作用力,返回本章目录,下一页,上一页,I1产生磁场,方向向内,方向向左,导线2每单位长度受力,同样可导出导线1每单位长度受力,I1,I2,28,返回本章目录,下一页,上一页,电流单位安培的定义,此时每根导线中的电流定义为,I=1安培,29,20.3磁场对载流线圈的作用,闭合载流导线在均匀磁场中将受到一力矩作用,各边受力,方向向下,方向向上,对O产生一个力矩,a,b,c,d,30,讨论：,/,a,d,定义线圈磁矩：,31,稳定平衡,不稳定平衡,1）方向与相同,2）方向相反,3）方向垂直,力矩最大,32,解：建立如图所示的坐标系,33,3如图4-9所示，盘面与均匀磁场B成角的带电圆盘，半径为R，电量Q均匀分布在表面上，当圆盘以角速度绕通过圆盘中心与盘面垂直的轴线转动，求圆盘在磁场中所受的磁力矩。,解：圆盘的电荷面密度为,取距圆盘中心r处，宽度为dr的圆环，则此圆环上的电量为,由于圆盘以角速度绕轴线转动，故圆环的等效电流为,电流dI所围的面积,的方向即为圆盘面积的法线方向。,34,20.4磁力作功,返回本章目录,下一页,上一页,1载流导线在磁场中运动时磁力作功,35,返回本章目录,下一页,上一页,2载流线圈在磁场中转动时磁力矩作功,3.一般情况,磁力矩做正功时使减小,36,I,3