第七章磁场对电流的作用.ppt

第七章 磁场对电流的作用 * * 一、磁场对载流导线的作用 安培定律(Ampere Law) ( 关于F的问题,即IdL的F问题) 问题: B的第三种定义方式? 例 两导线如图放置，1导线为无限长，2导线长为AB=L ，且 ，A点距O点的距离为L ，求L 所受的合力。 2 1 2 2 两无限长电流线之间的作用 问题: 该计算的意义? 二、磁场对平面线圈的作用 (关于平面线圈模型的选择) 三、洛仑兹力(Lorentz Force) (关于运动电荷的受力) 例1 一种质谱仪(Mass Spectrometer)的构造原理如图所示。离子源P所产生的离子，经过窄缝S 和S 之间的加速电场加速后射入滤速器，滤速器中的电场强度E和磁感应强度B都垂直于离子速度V，且 。通过滤速器的离子接着进入均匀磁场B 中，它们沿着半圆周运动而到达记录它们的照 1 2 0 相底片上，形成谱线。如果测得谱线A到入口处S 的距离为 x，试证明与此谱线 相应的离子的质量 为 。 0 质谱仪示意图 例2 回旋加速器(Cyclotron)是获得高速粒子的一种装置，其基本原理就是利用了回旋频率与粒子速率无关的性质。如图所示，回旋加速器的核心部分是两个D形盘，它们是密封在真空中的两个半圆形金属空盒，放在电磁铁两极之间的强大磁场中，磁场的方向垂直于D形盒的底面。两个D形盒之间留有窄缝，中心附近放置离子源。在两个D形盒之间接有交流电源，它在缝隙 里形成一个交变 电场用以加速带 电粒子。试分析 回旋加速器的基 本工作原理。 回旋加速器示意图 问题: 回旋加速器的工作原理? 四、霍耳效应(Hall Effect) (a) B (b) 金属导体的霍耳效应 问题: 霍耳效应有何应用价值? 电流产生了磁场(求B) 磁场对电流的作用(求F) 中美教育的对比: 中: 着重演绎,理论证明和基础知识 美: 强调归纳,动手实验和应用意识 问题: 磁场能产生电流吗? 思考题 电量为q的粒子在均匀磁场中运动，下列哪些说法是正确的 (1)只要速度大小相同，所受的洛仑兹力就一定相同； (2)速度相同，电量分别为+q和-q的两个粒子，它们受磁场力的大小相等方向相反； (3)质量为m，电量为q的带电粒子，受洛仑兹力作用，其动能和动量都不变； (4)洛仑兹力总与速度方向垂直，所以带电粒子运动的轨迹必定是圆。 习题课 1 一电子束以速度v沿X轴方向射出，在Y轴上有电场强度为E的电场，为了使电子束不发生偏转，假设只能提供磁感应强度大小为B=2E/V的均匀磁场，试问该磁场应加在什么方向。 2 有一无限长直线电流 ，沿一半径为R的圆电流I的直径穿过， 求：⑴半圆弧ADB受直线电流的作用力； ⑵整个圆形电流受直线电流的作用力。