大学物理64安培力磁矩洛伦兹力.ppt

* 6.4 安培力 磁矩 洛伦兹力 6.4.1 安培力 6.4.2 磁场对载流线圈的力矩 磁矩 6.4.3 洛伦兹力 6.4.4 带电粒子在磁场中的运动 6.4.5 霍尔效应（自学） 6.4.1 安培力 1820年安培通过实验发现：电流元 Idl 在磁场中磁感应强度为 B 处所受的磁场力，等于Idl与 B 的矢量积 磁场对载流导线有力的作用? 安培力（磁场力、磁力） （安培定律） 安培力垂直于电流元的方向，也垂直于磁场方向。如果 dl 与 B 的夹角为 ?，则dF的大小为 任意形状载流导线 L 在磁场中所受安培力： 载流导线在匀强磁场中所受安培力，等于从起点到终点连接的一根直导线通过相同电流时受到的安培力。 如果a、b两点重合，即导线闭合，则F=0。 在匀强磁场中，任意形状的闭合载流线圈所受安培力的矢量和为零。 只有当磁场不均匀时，安培力的矢量和才可能不为零。 【例6.9】 两根平行载流导线的电流方向相同时，相互吸引；电流方向相反时，相互排斥。 俯视图 6.4.2 磁场对载流线圈的力矩 磁矩 匀强磁场中，闭合载流线圈所受安培力的矢量和为零，但载流线圈可能受力矩作用。 导线ab和cd所受磁力： 大小相等、方向相反，在同一直线上。 俯视图 导线bc和ad所受磁力： 力矩大小： 形成力偶，力臂为 ?：载流线圈的磁矩 磁矩： 对于N匝线圈： 与I的方向服从右手螺旋定则 匀强磁场对置于其中的载流平面线圈的力矩，等于线圈的磁矩与磁感应强度的矢量积。 原子中电子的轨道磁矩；质子、中子等也有磁矩。原子核的磁矩，叫核磁矩。 定义磁矩在磁场中的势能： 在?与B之间夹角由?1增大到?2的过程中，外力克服磁力矩做的功 等于磁矩在磁场中势能的增量。 ? =? /2：势能零点；? =0：势能最小； ? =? ：势能最大 【例6.10】半径为R、面电荷密度为? 的均匀带电圆盘以角速度? 绕对称轴旋转，求圆盘中心处的磁场和圆盘的磁矩。 解 （中心磁场） （圆盘磁矩） *