第七章大学物理教材课件

一带电粒子在电场和磁场中所受的力电场力磁场力（洛伦兹力）运动电荷在电场和磁场中受的力+7-7带电粒子在电场和磁场中的运动二带电粒子在磁场中运动举例1

回旋半径和回旋频率（洛伦兹力不做功）洛伦兹力

与不垂直2.运动方向沿任意方向+vBV2

匀速圆周运动v1v2V1

匀速直线运动半径：周期：螺距：结论：螺旋运动h

磁聚焦在均匀磁场中点A

发射一束初速度相差不大的带电粒子,它们的与之间的夹角不同,但都较小,这些粒子沿半径不同的螺旋线运动,因螺距近似相等,相交于屏上同一点,此现象称为磁聚焦.

应用电子光学,电子显微镜等.3电子的反粒子电子偶显示正电子存在的云室照片及其摹描图铝板正电子电子1930年狄拉克预言自然界存在正电子，1932年美国物理学家安德森实验中发现正电子，为此于1936年获诺贝尔物理学奖。1

质谱仪7072737476锗的质谱...................................................................+-速度选择器照相底片质谱仪的示意图三带电粒子在电场和磁场中运动举例

质谱仪由英国化学家和物理学家阿斯顿1919年创制，利用它阿斯顿发现了多种同位素，1922年获诺贝尔化学奖。2回旋加速器1932年劳伦斯研制第一台回旋加速器的D型室.

此加速器可将质子和氘核加速到1MeV的能量，为此1939年劳伦斯获诺贝尔物理学奖.频率与半径无关到半圆盒边缘时回旋加速器原理图NSBO~N

我国于1994年建成的第一台强流质子加速器，可产生数十种中短寿命放射性同位素.3

霍耳效应

1879年，霍尔发现，把一载流导体放在磁场中时，如果磁场方向与电流方向垂直，则在与磁场和电流两者垂直的方向上出现横向电势差。这一现象称为“霍耳效应”，这电势差称为“霍耳电势差”。霍耳系数I霍耳电压++++

+

+-----讨论：⑴载流子为正，RH、UH

为正；载流子为负，RH、UH

为负。⑵金属中n很大，RH、UH

很小，霍尔效应很弱；半导体中n较小，RH、UH

较大，霍尔效应较明显。I++++---P型半导体+-⑶霍耳效应的应用1）判断半导体的类型2）测量磁场+++---N型半导体-I+-霍耳电压一安培力S洛伦兹力

安培力7-8载流导线在磁场中所受的力

有限长载流导线所受的安培力

例1

如图一通有电流的闭合回路放在磁感应强度为的均匀磁场中，回路平面与磁感强度垂直.回路由直导线AB和半径为的圆弧导线BCA组成，电流为顺时针方向,求磁场作用于闭合导线的力.ABCo根据对称性分析解ABCo由于ABCo因故解取一段电流元

例2

求如图不规则的平面载流导线在均匀磁场中所受的力，已知和.PL

结论任意平面载流导线在均匀磁场中所受的力,与其始点和终点相同的载流直导线所受的磁场力相同.PL讨论：⑴

可证明均匀磁场中，任意形状的平面载流导线所受磁场力，与其始点和终点相同的载流直导线所受磁场力是相等的。⑵

表明均匀磁场中，若载流导线闭合回路的平面与磁感强度垂直时，此闭合回路不受磁场力作用。此结论，适用于任意形状闭合回路。oP××××××××××××××××××

例3半径为载有电流的导体圆环与电流为的长直导线放在同一平面内（如图），直导线与圆心相距为d，且R<d两者间绝缘,求作用在圆电流上的磁场力.OdR解OdR.OdR.OdR.rxI1I2例4.无限长直载流导线通有电流I1，在同一平面内有长为L的载流直导线，通有电流I2。（如图所示）求：长为L的导线所受的磁场力。dxxl解：dldF二磁场作用于载流线圈的磁力矩如图均匀磁场中有一矩形载流线圈MNOPMNOPI线圈有N匝时

M,N

O,PMNOPIIB.....................IB××××××××××××××××××××××××BI稳定平衡不稳定平衡讨论（1）与同向（2）方向相反（3）方向垂直力矩最大

结论:均匀磁场中，任意形状刚性闭合平面通电线圈所受的力和力矩为与

成右螺旋0pqq==稳定平衡非稳定平衡

磁矩

例5

如图半径为0.20m，电流为20A，可绕轴旋转的圆形载流线圈放在均匀磁场中，磁感应强度的大小为0.08T，方向沿x轴正向.问线圈受力情况怎样？线圈所受的磁力矩又为多少？IRQJKPo解把线圈分为JQP和PKJ两部分IRQJKPo以为轴，所受磁力矩大小IRQJKPoEND例6.一半