26第二十六讲运动电荷的场-洛伦兹力.pptx

,解：取半径为r，宽为dr的圆环。,圆环带电量：,等效电流：,磁矩：,方向沿轴线向上,所受磁力矩：,方向为,例：一半径为R的薄圆盘，放在磁感应强度为的均匀磁场中，的方向与盘面平行，圆盘表面的电荷面密度为，若圆盘以角速度绕其轴线转动。求：作用在圆盘上的磁力矩。,10.5运动电荷的磁场10.7带电粒子在电场和磁场中运动,基本概念：运动电荷的磁场洛伦兹力基本规律：洛伦兹力公式,10.5运动电荷的磁场10.7带电粒子在电场和磁场中运动,1.运动电荷的磁场2.理解洛伦兹力公式，3.能分析电荷在均匀电场和均匀磁场中受力和运动。,教学基本要求,10.5运动电荷的磁场,电流是由电荷的运动形成的，因此电流所产生的磁场本质上应该是运动电荷产生磁场的总效果。,求：一运动速度为v，电荷为q的带电粒子在其周围空间产生的磁场。,下面讨论运动电荷的磁场：,设电流元的横截面为S，,（单位体积内的带电粒子数）,导体内带电粒子数密度为n,每个粒子均带电量q0，,速度v与方向一致。,由毕奥-萨尔定律求,每个电荷运动速度均为，电量为q的电荷产生的磁感强度为,+q,电荷运动速度均为，电量为q的电荷产生的磁感强度为,大小：,方向：,运动电荷的磁场,运动电荷等效电流,根据I定义：,例1：,解：,方法一：,S,I,I,-e,氢原子中的电子，以速度,在半径为的圆周上做匀速圆周运动，求1）电子在轨道中心所产生的磁感应强度B。2）电子的轨道磁矩。,方法二：,方法一：,I,q,例2、均匀带电圆环,q,R,求：圆心处的,解：,带电体转动，形成电流。,解：圆电流的磁场,向外,例3：半径为的带电薄圆盘的电荷面密为,并以角速度绕通过盘心垂直于盘面的轴转动，求圆盘中心的磁感强度.,向内,例4：一均匀带电的长直柱面，半径为R，单位面积上的电量为，以角速度绕中心轴线转动，求：柱面内外的磁场。,解：旋转的柱面形成圆电流，它和一个长直螺线管等效。,由长直螺线管的磁场可知，柱面外的磁场为零；而柱面内的磁场为：,=o单位长度上的电流强度,一洛伦兹力公式,10.7带电粒子在电场和磁场中运动,对电流:,说明：,解：由于与垂直，可得,例5：一质子沿着与磁场垂直的方向运动,在某点它的速率为.由实验测得这时质子所受的洛仑兹力为。求该点的磁感强度的大小。,二、带电粒子在均匀磁场中运动,半径：,设：,周期：,螺距：,带电粒子同时参与两种运动,-匀速直线运动,-匀速圆周运动,合运动：带电粒子的轨迹是一条螺旋线。,螺距:,半径,应用电子光学,电子显微镜等.,三带电粒子在电场和磁场中所受的力,电场力,磁场力（洛仑兹力）,运动电荷在电场和磁场中受的合力,方向：即以右手四指由经小于的角弯向，拇指的指向就是正电荷所受洛仑兹力的方向.,应用：带电粒子在电场和磁场中运动霍尔效应等,解：,q,离子源,缝,+,缝,均匀电场、磁场,例6：速度选择。求一束具有各种速度的粒子经过场强为的均匀电场和的垂直的磁感应强度为的均匀磁场后，能沿入射方向射出的离子的速度。,安培环路定理,毕奥萨伐尔定律,运动电荷的磁场,磁感应强度的计算：,安培环路定理,1）无限长载流圆柱导体内外磁场的分布,电流分布轴对称,1.磁场分布轴对称,2.长直密绕载流螺线管,3.密绕载流螺绕环内的磁场,4.无限大平面电流的磁场,均匀磁场,均匀磁场,均匀磁场,rR,解：,1)分析对称性,电流分布轴对称,磁场分布轴对称,例：求无限长载流圆柱面的磁场分布。已知：I、R，电流沿轴向在圆柱面上均匀分布。,同一圆周上各点的大小相等，,方向均沿圆周相应点的切线。,例：求无限长载流圆柱面的磁场分布。已知：I、R，电流沿轴向在圆柱面上均匀分布。,r,R1,R2,r,解：,电流分布轴对称,磁场分布轴对称,例：求两无限长同轴载流导体圆筒的磁场分布。设内、外导体圆筒内外半径分别为R1、R2，载有大小相等，流向相反的电流I，电流沿