大學物理穩(wěn)恒磁場ppt課件-文庫吧資料
2025-01-20 13:45本頁面
【正文】 與載流子濃度 n成反比： 在金屬導體中，載流子濃度很高，故 RH↓， UH↓ 在半導體中載流子濃度較低， RH↑， UH↑ 即 在半導體中霍耳效應比金屬中顯著。 實驗表明： △ U與導體塊的寬度 b無關(guān)。 ① 利用這一點可對帶電粒子流進行磁聚焦，其在電子光學中有廣泛的應用?！? f⊥ v帶電粒子在垂直于 B的平面內(nèi)作勻速圓周運動，即有﹢﹢﹢﹢回轉(zhuǎn)半徑 回轉(zhuǎn)周期 回轉(zhuǎn)頻率 T、 ? 與速度無關(guān)粒子速度 v與 B斜交 這時帶電粒子在磁場中參與兩種運動：以 v⊥ 速率在垂直 B的平面內(nèi)作勻速圓周運動；以 v∥ 速率在平行 B的方向作勻速直線運動。帶電粒子在勻強磁場中的運動粒子速度 v0∥ B帶電粒子以初速 v平行于 B進入磁場 此時帶電粒子在磁場中仍然作勻速直線運動。 ff在磁場方向和運動方向都相同時，正、負電荷受力方向不同如果 帶電 粒子在同 時 存在 電場 和磁 場 的空 間 運動時 ， 則 其所受合力 為上式稱 為 洛侖茲關(guān)系式 ， 它包含： 電場 力 qE與磁場 力 (洛 侖茲 力 )qvB兩部分 . 金屬中的自由電子受到磁場力作用不斷地與晶格發(fā)生碰撞 ,把動量傳遞給導體 ,從宏觀來看 ,這就是安培力。167。如果 線 圈有 N匝，那么 線 圈所受磁力矩的大小 為 式中 Pm＝ NIS就是 線 圈 磁矩 的大小 .磁矩是矢量，用Pm表示，所以寫成矢量式 為M的方向與 PmB的方向一致 .M＝ 0 穩(wěn)定平衡 M＝ 0 非穩(wěn)定平衡 磁感應強度的大小磁場方向： 使線圈磁矩處于 穩(wěn) 定平衡 位置時的磁矩的方向B+Pm B+Pm例 載有電流 I的半圓形閉合線圈，半徑為 R，放在均勻的外磁場 B中， B的方向與線圈平面平行，如圖 .(1)求此時線圈所受的力矩大小和方向； (2)求在這力矩作用下，當線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場 B垂直的位置時，磁力矩所做的功 .圖 解 (1)線圈的磁矩在 圖 示位置 時 ， 線 圈磁矩 Pm的方向與 B垂直 .圖 示位置 線 圈所受磁力矩的大小 為 即例 載有電流 I1的長直導線旁邊有一與長直導線垂直的共面導線，載有電流 l，近端與長直導線的距離為 d，如圖 .求 I1作用在 l上的力 .解 在 l上取 dl，它與長直導線距離為 r，電流 I1在此處產(chǎn)生的磁場方向垂直向內(nèi)、大小為dl受力 由此可見，兩導線電流方向相同時互相吸引，電流方向相反時互相排斥。電流單位 “安培 ”一般情況下把它們分解到不同方向上，求每一方向的分力，最后再求總的合力。103 磁場對載流導線的作用磁場對載流導線的作用 一段電流元 Idl在磁場中所受的力 dF，其大小與電流元 Idl成正比，與電流元所在處的磁感應強度 B成正比，與電流元 Idl和 B的夾角的正弦成正比，即 ② dF的方向：右螺旋法則與 方向相同即F安培定律 即為單位長度上的線圈匝數(shù)，因此設載流導體為一 “無限長 ”直圓柱形導體，半徑為 R，電流 I均勻地分布在導體的橫截面上，如圖 (a)所示 .顯然，場源電流對中心軸線分布對稱，因此，其產(chǎn)生的磁場對柱體中心軸線也有對稱性，磁力線是一組分布在垂直于軸線的平面上并以軸線為中心的同心圓 .與圓柱軸線等距離處的磁感應強度 B的大小相等，方向與電流構(gòu)成右手螺旋關(guān)系 . “無限長 ”載流圓柱導體內(nèi)外磁場的分布圖 “ 無限長 ” 圓柱電流的磁場現(xiàn)在計算圓柱體外任一點P的磁感應強度 .設點 P與軸線的距離為 r，過 P點沿磁力線方向作圓形回路 L，則 B沿此回路的環(huán)流為上式說明， “無限長 ”載流圓柱體外的磁場與 “無限長 ”載流直導線產(chǎn)生的磁場相同 .圓柱體內(nèi)任一點 Q的磁場 : 則所以環(huán)形載流螺線管內(nèi)的磁場分布 因 為螺線管是密繞的，沒有漏磁；所以： 螺線管外部靠近 中央部分的磁感應強度為零。求 B。（ 1）首先要分析磁場分布的對稱性；（ 2）選擇一個合適的積分回路或者使某一段積分線上 B為常數(shù)，或者使某一段積分線路上 B處處與 dl 垂直；（ 3） 利用 ② 如果沒有電流穿過某積分回路，只能說在該回路上 B的線積分為零，而回路上各點的 B值不一定為零。?（ 1）電流正、負號的規(guī)定： I與 L成右螺旋為正，反之為負 右圖， I1與 L的繞向成右螺旋關(guān)系取正號、 I I3與 L的繞向成左螺旋關(guān)系取負號， I I5沒有穿過 L 、對 B的環(huán)路積分沒有貢獻。?俯視放大圖?I 當回路不包圍電流時用同樣方法可以證明， B在該回路上的線積分為零。安培環(huán)路定理在靜電場中 那么在穩(wěn)恒磁場中 安培環(huán)路定理在真空中的穩(wěn)恒電流磁場中，磁感應強度 B沿任一閉合回路L的線積分，等于穿過以 L為周界所圍面積的電流的代數(shù)和的?0倍 ,即B的環(huán)流不為零，說明磁場是非保守場，是有旋場。102 安培環(huán)路定理 安培環(huán)路定理 圓電流的中心的 解：取電流元 Idl ， P點對電流元的位矢為 r，電流元在 P點產(chǎn)生的磁感應強度大小為 方向垂直紙面向里，且所有電流元在 P點產(chǎn)生的磁感應強度的方向相同，所以 設垂足為 o,電流元離 o點為 l，op長為
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