【正文】 定義 該方向?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度的方向 當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷電量、速度一定時(shí)，運(yùn)動(dòng)電荷的運(yùn)動(dòng)方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直時(shí)，受到的磁場(chǎng)力最大 maxF磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位： T（ 1T=10000Gs） F???q物理系：史彭 大學(xué)物理：磁場(chǎng) 的關(guān)系 F?BqF ??? ??? ?（ 3）磁場(chǎng)力 與磁感應(yīng)強(qiáng)度 B?—— 洛侖茲力公式 B???? 的方向 洛侖茲力的大小 ?? s inBqF ???B?F??q?? ??0洛侖茲力的方向 注意電荷為負(fù)時(shí)，力的方向取逆方向 物理系：史彭 大學(xué)物理：磁場(chǎng) 靜電場(chǎng)二作業(yè)中的 問題 抄作業(yè)有什么好處？ 物理系：史彭 大學(xué)物理：磁場(chǎng) 二 .填空題 : ，一等邊三角形邊長為 a，三個(gè)頂點(diǎn)上分別放置著電量為 q,2q,3q的三個(gè)正點(diǎn)電荷。 L1I2IP3I4I43 I,I物理系：史彭 大學(xué)物理：磁場(chǎng) ? ? ?? L i lB ?? d 010 ?? ??kiiI? —— 安培環(huán)路定律 恒定電流的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度沿一閉合路徑 L 的線積分等于路徑 L 包圍的電流強(qiáng)度的代數(shù)和的 0 μ 倍 內(nèi)IμlBL 0d ?????? ?? ??? L iL lBlB ???? dd則磁場(chǎng)環(huán)流為 包圍的電流 物理系：史彭 大學(xué)物理：磁場(chǎng) (1) 積分回路方向與電流方向呈右螺旋關(guān)系 滿足右螺旋關(guān)系時(shí) 0?iI 反之 0?iI(2) 磁場(chǎng)是有旋場(chǎng) —— 電流是磁場(chǎng)渦旋的軸心 (3) 安培環(huán)路定理只適用于閉合的載流導(dǎo)線，對(duì)于任意設(shè)想的一段載流導(dǎo)線不成立 ? ?L lB ?? d ? ?? ??? L laI dc o sc o s4 210 ???圖中載流直導(dǎo)線 , 設(shè) 4/21 ??? θθaaI ??? 22224 0? 20 I?? I0??例 討論 則 L 的環(huán)流為 : a?IL 1?2?物理系：史彭 大學(xué)物理：磁場(chǎng) 例 求無限長圓柱 面 電流的磁場(chǎng)分布。B?P abc d??????????????dacdbcablBlBlBlBlB??????????ddddd?? ?? dcba lBlB ddBab2? abi0??2/0 iB ??推廣： 有厚度的無限大平面電流 2/0 jdB ??jxB 0??? 在外部 ? 在內(nèi)部 jdx 物理系：史彭 大學(xué)物理：磁場(chǎng) 磁場(chǎng)一作業(yè)提示 物理系：史彭 大學(xué)物理：磁場(chǎng) 一 .選擇題 : 2 如圖所示：邊長為 a 的正方形四個(gè)角上固定有四個(gè)電量均為 q 的點(diǎn)電荷 。 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) v?物理系：史彭 大學(xué)物理：磁場(chǎng) (1) 洛倫茲力始終與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直，故 討論 對(duì)電荷不作功 f?(2) 在一般情況下，空間中電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)存在 me ffF ??? ?? BqEq ??? ??? v tp d/d??二 .帶電粒子在均勻磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) ? B???vB? f? qRmBq22s i nvv ??qBmR v?qBmRT ???? 22v mqBf?? 2? 粒子回轉(zhuǎn)周期與頻率 情況 v?物理系：史彭 大學(xué)物理：磁場(chǎng) ? 一般情況 B?//v?vh??c o s// vv ??s invv ??帶電粒子作螺旋運(yùn)動(dòng) qBmqBmR ?s i nvv ?? ?qBmTh ?c o s2//vv ???? 磁聚焦原理 B?粒子 源 A vv ?// ?vv ??? 很小時(shí) qBmTh vv ??? 2//接收 器 A’ 發(fā)散角不太大的帶電粒子束，經(jīng)過一個(gè)周期后，重新會(huì)聚 v?物理系：史彭 大學(xué)物理：磁場(chǎng) （ 1）電子將何方向偏轉(zhuǎn)？ 例 求 解 （ 2）電子的加速度 （ 1）由 0, ??? qBqF ??? ?磁場(chǎng)方向如圖所示， B=?105 T，電子以 Y 方向入射，其動(dòng)能為 EK=?104 eV （ 3）電子向 Y 方向運(yùn)動(dòng) 20cm 處，向 X 方向轉(zhuǎn)移多少？ Y ??Z X R O x y B?入射時(shí)向 X 方向偏轉(zhuǎn) （ 2） mEmE KK221 2 ??? ?? ????? msmBemFa ?（ 3） meBmR ?? ?由 222)( RyxR ??? mmyRRx 22 ????物理系：史彭 大學(xué)物理：磁場(chǎng) 霍爾效應(yīng) 1879年 霍爾發(fā)現(xiàn)在一個(gè)通有電流的導(dǎo)體板上，若垂直于板面施加一磁場(chǎng)，則板面兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)微弱電勢(shì)差 (霍爾效應(yīng) ) Bqf m ??? ?? v電場(chǎng)力 : 洛倫茲力 : 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 dIBKU ab ?受力分析 v?l d I B?a b qmf?E?Eqfe ?? ?(方向向下 ) (方向向上 ) + + + + – – – – 物理系：史彭 大學(xué)物理：磁場(chǎng) 0)( ??? BqEq ??? v當(dāng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)： dnq vl? nqdIBUab ? nqK1?BE h v?lEU hab ? Blv? (霍耳系數(shù) ) SnqI v?它是研究半導(dǎo)體材料性質(zhì)的有效方法 （ 濃度隨雜質(zhì)、溫度等變化 ） 討論 (1) 通過測(cè)量霍爾系數(shù)可以確定導(dǎo)電體中載流子濃度 物理系：史彭 大學(xué)物理：磁場(chǎng) (2) 區(qū)分半導(dǎo)體材料類型 —— 霍爾系數(shù)的正負(fù)與載流子電荷性質(zhì)有關(guān) B?+ + + + – – – – abba uu ?ab+ + + + – – – – ba uu ? 0?K0?KI Ivq?N 型半導(dǎo)體 P 型半導(dǎo)體 vq?B?高溫導(dǎo) 電氣體 B?沒有機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部分造成的 能量損耗 —— 可提高效率 特點(diǎn)： (3) 磁流體發(fā)電 物理系：史彭 大學(xué)物理：磁場(chǎng) 一 . 磁介質(zhì)及其分類 1. 磁介質(zhì) —— 任何實(shí)物都是 磁介質(zhì) 磁介質(zhì)放入外場(chǎng) 0B?rBB ??0r?—— 相對(duì)磁導(dǎo)率 反映磁介質(zhì)對(duì)原場(chǎng)的影響程度 0B?B??B?磁介質(zhì)產(chǎn)生“磁化場(chǎng)” B??可同向，可反向 磁介質(zhì)中的磁場(chǎng) B?0BB r??（各向同性介質(zhì)） BBB ??? ??? 0167。0 BBB ??? ??磁介質(zhì)存在時(shí)，磁感應(yīng)線仍是一系列無頭無尾的閉合曲線 (含磁介質(zhì)的磁高斯定理 ) 對(duì)于任意閉合曲面 S ? ?S SB ?? d ?? ???? SS SBSB ???? d39。 電流 I 在銅片上均勻分布 ， 在銅片外與銅片共面 ， 離銅片右邊緣為 b 處的 p 點(diǎn)（ 如圖 ） 的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 [ ] x b a x dx dx中電流 ? ?? dBBdxaIdI ?dx產(chǎn)生的 ? dB = ? 無限長直電流 物理系：史彭 大學(xué)物理：磁場(chǎng) 4. 在半徑為 R 的長直金屬圓柱體內(nèi)部挖去一個(gè)半徑為 r 的長直圓柱體 ,兩圓柱體軸線平行，其間距為 a, 如圖 .今在此導(dǎo)體上通以電流 I ，電流在截面上均勻分布，則空心部分軸線上 o‘點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的大小為 I O R a O180。當(dāng)用導(dǎo)線將兩者連接后，則與未連接前相比，系統(tǒng)靜電場(chǎng)能將 : q 連接后： 內(nèi)區(qū)能量為 0，外區(qū)能量未變 連接后總 能量減少 物理系：史彭 大學(xué)物理：磁場(chǎng) 3. A、 B為兩導(dǎo)體大平板，面積均為 S，平行放置，如圖所示。（選無窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)）。 1 2 30012344 rVEr r ?????? ??01 3??rE ?2區(qū) 02022 344?????RQEr ??2032 3 rRE???? ??? Rr rRab a b drEdrEu 21 )23(63220 ba rRrR ?????R是變量 ! 不是固定值 ! 物理系：史彭 大學(xué)物理：磁場(chǎng) 2. 電荷密度分別為 +σ和 σ的兩塊“無限大”均勻帶電平行平面分別與 X軸垂直相交于 X1=a, X2=a 兩點(diǎn)。 21111CCC??2/01 dSC ??2/02 dSC r???dSC 00??0012)1(2 CdSCrrrr????????? 012 CUQrr??????未插入前的電容 二、填空題： 物理系：史彭 大學(xué)物理：磁場(chǎng) 3. 一空氣平行板電容器，電容為 C，兩極板間距離為 d。 原模型和 I180。 若 r R（ 大線圈在小線圈處產(chǎn)生的磁場(chǎng)近似為均勻磁場(chǎng) )， 當(dāng)它們處在同一平面內(nèi)時(shí)小線圈所受磁力矩的大小為 [ ]。 在電流上任取電流元 lI ?d)()(dd kBjdyidxIBlIF ?????? ??????lI?dF?diI B d yjI B d xF ??? ??djI B LF ?? ?例 在均勻磁場(chǎng)中放置一任意形狀的導(dǎo)線，電流強(qiáng)度為 I 求 解 相當(dāng)于載流直導(dǎo)線 F?在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受的力，方向沿 y 向。 d d/2 q1 q2 主要問題是感應(yīng)電荷有負(fù)號(hào)！ A C B 三、計(jì)算題： 物理系：史彭 大學(xué)物理：磁場(chǎng) 3. 長為 L 的兩個(gè)同軸的圓柱面 ， 半徑分別為阿 a 及 b ， 且 ， Lb， 這兩個(gè)圓柱面帶有等值異號(hào)電荷 Q， 兩圓柱面間充滿介電常數(shù)為 ε的電介質(zhì) 。 P 點(diǎn)上選 LPl?dB?物理系：史彭 大學(xué)物理：磁場(chǎng) rIB?? 20??? L lB dc o s ?? ?? L rrI ?? d2 0? ?L lB ?? dI