daer上大物下课件10-3力

1、10.5磁场对运动电荷的作用1、力运动电荷在磁场中受力F= q v BBFq 0, F方向与v B一致vq 0, F方向与 B相反qv2、带电粒子在匀B中的运动RB(1)v B受力f=qv0B(=mv 2/R)00F轨迹周期圆R=mv0/qBT=2R/v0=2m/qBmq v 0F ma, 方程： B mqvaF恒表明F只改变方向vvcos(2)v 与B成角 vvB=00v0nv0vv sin=q0mv sin v0 xmvRR qB0qBhT 2R 2mqBv 2mv0cos 螺距h v T/qB10.5.3带电粒子在非均匀磁场中运动粒子受到一个与运动方向相反的力Fx ,此力粒子向磁场增强方

2、向运动.10.5.4 带电粒子在电场和磁场中运动的应用动力学方程:dv = q E +q v Bmdt控制极阳极 B阴极Ul思考题电子质量、电量分别为m、e，填写下表EEFe EeVVFe EeFb evBBB图2图1an= 0B 2v 2eE 2;at= Ee/man=;at= 0mF 0F F EeF 02bntet回旋轨道半径vR qq粒子引出速度v BRmq2 221Ek mv2B R22m10.5.5技术应用B效应（E.C.Hall)效应1879年(A.H.Hall)发现:在匀强磁场中通电金属导体板的上下表面出现横向电势差.该现象称为效应 IBB: U实验HaIBaaI U RHHb

3、RH系数,它是和材料的性质有关的常数1neRH对于n型半导体载流子为电子,而P型半导体体载流子为带正电的空穴。根据RH的符号可确定半导体类型,根据RH大小的测定,可确定载流子浓度。电子数密度UH+ + + + + + + +技术应用 C 质谱仪 m dv qEqvB离子源狭缝动力学方程:dt偏转板速度选择器+照相底片.粒子径迹R. B .匀强磁场. . . . . . . . . . . . .利用质谱仪可以测出元素中同位素的含量通过速度选择器后粒子的速度离子源狭缝速度选择器qvB=qE偏转板+照相底片EB v =(1)粒子径迹qmvR B(2)=匀强磁场R m E Rmq B B. . .

4、. . . . . . . . . . . . .R. B .一半径为R，通有电流强度为I的圆形回路，位于OXY平面内，圆心为O,一带正电荷为q的粒子，以速度V沿Z轴向上运动，但带正电荷的粒子恰好通过O点时，作用于圆形回用于带电粒子上的力为？zv的力为 ？作yOx10-6磁场对电流的作用运动电荷受磁场的作用力-电流元、载流导线受力?力IBSqS一定律dlf q BfdN nSdl dF dN f nSdl q B nSqdl BIdF IdlB sin大小方向Id l BdF Idl BdF Idl B外dF dq E外:f q B外有限长载流直导线在外 磁场中受力 I l BdIBF Idl

5、 BdLFx dFx , Fy dx i Fy j无限长平行载流直导线间的相互作用力I1IdF21 I 2 dl2 B122dF21 I 2 dl2 B12 sinlB21dIlFd11 I21 I dl102 ddFB122212d取长度为 l 的一段 l0dF02 d012Fdll向左212122 d0 Il0dF同理 :FI dll向右12122 d112 d电流同向相吸 , 反向相斥。 F12F21任意通电导线在均匀外磁场中的受力dFdFBdF Idl BdFyyDxsin 1dFIdlBIxIdlCdFx dF sino AFxFyo dFx dFx BIdy OBIdl sinoc

6、 BIdx BI ACBIdl cosA方向垂直 AC向上相当于AC直导线任意通电导线在均匀外磁场中的受力dFdFBdF Idl BdFyyDxsin 1dFIdlBIxIdlCdFx dF sino AFxFyo dFx dFx BIdy OBIdl sinoc BIdx BI ACBIdl cosA在均匀的磁场中闭合线圈所受的合力为0例题:圆柱形磁铁N极上方水平放置一个载流导线环，求其受力。已知在导线所在处磁场B的方向与竖直方向成角由图可知：圆环受的总磁力的方向在铅直方向，zdFdF BBRIdlNF Fz dF sin2R oIB sin dl 2RIB sin二 磁场对载流线图作用的磁

7、力矩F1F IlB sind11aF1 Il1B sin()F2lBI2 IlB sin FF cl111F 02F2 Il2 B F2bF1cosl1l力矩 M Fcos Fcos IBl1l222122 F2d ,cBcos sin 又S l l1 22l1nM ISBsin则a,b(M P E)F 2eeM Pm BM PM P B：m1）n方向与 B相同3）方向垂直2）方向相反稳定平衡不稳定平衡力矩最大. I.B.+II.F+F.F+FB+ B +, M Mmax2 , M 0 0, M 0M ?思考：半径RBI,电流I,baM Pm B sin IR2Bab2方向沿纸面向下cd2.导

8、线cd将如何运动?若磁场由无限长直导线产生（作业14）yadF IdlB sin（sin 1）abc : dF Bd Idl IodF dF sindIdlbxxdF dF cosIy1c o对称性FydF向右IdF sinI0 1 sin Rd0I1oF Fx2r2F 0 II1cda向右F总 0 II12水平向右M Pm B sin o10-7磁力的功一载流导体在磁场中运动时磁力做的功aa闭合回路 a b c d aI 不变, a b 可滑动a b 受力 F I B lA F aa IBlaadBIFIcbbab 移到ab, 磁通量变化 0 BS B l aa A I( ) I0二载流线圈

9、在磁场中转动时磁力做的功F2在磁力矩作用下转过 ddA Md BIS sin BISd(cosdA IdBd)nF22总功 A Id I( ) I2211A q (U U )ab0abp绕 PQ 转180BA I (2 1 ) OI闭合圆电流线圈转 90QA I( ) I(o BR2 )B21IR IB R2转180 A I (BR2 BR2 ) 2IBR2o求AB导线对P点的磁力矩dFI 2I 1ABdF Idl B pll2loxx IdF I 2dxB I 2012 xdxdxdM r dF (4l x) 0 I1 I 2 dx2 x0 I1 I 2 (4l x) dx3lM dM 2x

10、l 0 I1I2l (2 ln3 1)作业13题匀B中圆盘R,带正电=kr,k为常数,盘以旋转,求圆盘所受磁力矩n 2/解: (1)求旋转圆盘的等效磁矩dI rdrd电流所围面积ROndq(Bn(r sdI r 2n(pdpmrdr)drr R 2kn2 r 4 drdmmm002 kn2 R5(2)求磁力矩525m Bn52m BBPm SIn通电线圈的物理量M Pm B外在外磁场中转动，转动的方向满足右手定则,转到磁场与磁矩方向一致(线圈与B方向垂直）半径 R , 电流 I , 如图放置求: abc和cda受力及线圈运动情况ya dFdF IdlB sin（sin 1）Iabc : Idl

11、ddobxBdFx dF sindFy dF cosc对称性Fy oF Fx dFsin o IBsin Rd 2IBR 向右F 2IBRcda向左 F OM Pm B sin o的绝缘细线，其电荷线密度为 ,设直线长度均为a,半圆环的半径也为a,当整个细线绕通过O点,垂直于纸面的轴以角速度匀速转动时,在O点产生的的大小和方向。Bo例:在均匀的磁场中放入一无限大的载流面电流平面,平面两侧的磁场分布如图.求该载流平面的磁场力.面积所受B2B1例:在均匀的磁场中放入一无限大的载流面电流平面,平面两侧的磁场分布如图.求该载流平面的磁场力.面积所受B2 B0 0i / 2BB21B B i / 2100B2 B1B ( B B ) / 2i 0120B1( B2 B1 )f B i B2020求置于匀B中闭合线圈abcd磁矩及磁力矩连bc解:I形成两只闭合的半圆线圈B pmpm小pm大R2R1 I(R2 / 2 ) I(R2/ 2 )2 I1abcd(