【正文】 ??? BAyyyIB d0??? BAxxxIB dIB L?yIBF x dd ??????????????A BIxy167。 7 8 磁場(chǎng)的作用 第 7 章 恒定磁場(chǎng) [例 12]如圖的導(dǎo)線 ， 通有電流 I， 放在與均勻磁場(chǎng)垂直的平面上 ， 求此導(dǎo)線受到的磁力 。lIyx建立坐標(biāo)系 0???? dadcbcab FFFF ????? ?? ?? adda BlIF ??? d ??? ad jlIB ?d jRlIB?)2( ???又 dadcbcab FFFF????? ?????jRlIB ?)2( ??167。 導(dǎo)線所在處磁場(chǎng)方向都與豎直方向成角 ? 。 Z? ?I解： 在環(huán)上取電流元 ， 所受磁力 lI ?dBlIF ??? ?? dd由對(duì)稱性有 ??? l zFF d ?? l F ?s ind?? R lIB? ?20 ds in?? s in2 R I B? 方向豎直向上 F?dzF?d//dF?167。 7 8 磁場(chǎng)的作用 第 7 章 恒定磁場(chǎng) ?力矩大小 ?? s i n2s i n211 lFlFMcdab ???s in21 BlIl? ?s inI S B?方向豎直向上 B?1l2labcdadF?bcF?IIn??cdF?abF?B???)(ba)(cdn?矢量式 BnN I SM ??? ??BmM ??? ???——適用于均勻磁場(chǎng)中任意形狀的平面線圈 ?對(duì) N 匝線圈 ?s inNI S BM ?167。 7 8 磁場(chǎng)的作用 第 7 章 恒定磁場(chǎng) [例 14]與長(zhǎng)直載流導(dǎo)線相距 d 處有一長(zhǎng)寬分別為 a 和 b 的矩形載流線框 ， 求此時(shí)該線框受到的磁場(chǎng)力 。I解： 四邊受磁力方向如圖 ?? ABAB lBIF d39。 0??dIaI??239。)(239。 0? ?167。IdbdII ?? ln239。 rrIIbddd239。0bddIaI?????)(39。0?)(239。 7 8 磁場(chǎng)的作用 第 7 章 恒定磁場(chǎng) 三 、 對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用 ——洛侖茲力 BlIF ??? ?? ddlnSN dd ??BvNqF ??? ???? ddBlqnSv ?? ?? dqnSvI ?vllv ?? dd ?? 一個(gè)電子受力 NFFL dd??? Bvq?? ??——洛侖茲力 Iv?Sn???????? ??v?B?LF?1. 洛侖茲力 ld167。 7 8 磁場(chǎng)的作用 第 7 章 恒定磁場(chǎng) ?設(shè) q以初速 進(jìn)入均勻磁場(chǎng) v?2. 帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) (1) ： Bv ?? //(2) : Bv ????q???? ?? ????????? ?RO ?v?qv BF ??qBmvR ??Rvm 2?B?作勻速直線運(yùn)動(dòng) 在垂直于磁場(chǎng)的 平面內(nèi)作 勻速圓周運(yùn)動(dòng) vRT ?2?qBm?2?周期 167。 7 8 磁場(chǎng)的作用 第 7 章 恒定磁場(chǎng) 3. 霍耳效應(yīng) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 ?載流導(dǎo)體薄板放入與板面垂直的磁場(chǎng)中，板的上下端面間產(chǎn)生電勢(shì)差 UH IbdB?V12?實(shí)驗(yàn)表明 dIBKUH ? K： 霍耳系數(shù)，與材料有關(guān) ——霍耳效應(yīng) 167。 7 8 磁場(chǎng)的作用 第 7 章 恒定磁場(chǎng) 霍耳電勢(shì)差 21 UUU H ?? ? ??21d lE H??? ???? 21 d)( lBv?????? 21 d lvB v B b??n e v b dI ??dIBneU H1???neK1???IB? 12VHE?bddIBRUHH ?BvE H ??? ???167。 7 8 磁場(chǎng)的作用 第 7 章 恒定磁場(chǎng) 討論： (1)導(dǎo)體中自由電子的濃度很大 (約 1029/m3)，霍耳效應(yīng)不明顯；半導(dǎo)體有明顯的霍耳效應(yīng) ? n型半導(dǎo)體：載流子以 電子 為主 ? p型半導(dǎo)體：以帶正電的 空穴 為主 (2)測(cè)定霍耳系數(shù) (或霍耳電勢(shì)差 )：可判定載流子正負(fù)，測(cè)定載流子濃度 nqR H1?neR H 1??167。 7 8 磁場(chǎng)的作用 第 7 章 恒定磁場(chǎng) (2)磁力矩大小為 060s inmBM ?2321 2?? BRNI ?243RN I B ??方向豎直向上 B?IR060n?nRNIm ?? 221 ??167。B??磁介質(zhì)中 167。 76 磁介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響 第 7 章 恒定磁場(chǎng) ?根據(jù) ?r的不同 ， 磁介質(zhì)分為三類： (1)順磁質(zhì)： ?r1 (2)抗磁質(zhì)： ?r1 (3)鐵磁質(zhì)： ?r1 167。 76 磁介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響 ????????????????? ????????r?匝NIr0L?以充滿各向同性均勻順磁質(zhì)的螺繞環(huán)為例 ? ???L sINIlB )(d 0????)(2 0 sINIrB ???? ??無磁介質(zhì)時(shí)有 NIrB 00 2 ?? ??第 7 章 恒定磁場(chǎng) ? ???L sINIlB )(d 0??? NIr?? 0?其中 r??? 0?NI??——磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率 ?BH ?? ?令 —— 磁場(chǎng)強(qiáng)度 ? ???? L IlH ?? d——磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理 傳導(dǎo)電流 單位：安培 /米 (A/m) H??? I?167。 設(shè)電流 I 從圓柱體中均勻流過并沿外圓柱面流回 。 76 磁介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響 r?1R2RII第 7 章 恒定磁場(chǎng) 解： 作半徑為 r 的圓周為積分回路 L L包圍電流 221rRII ????r?1R2RII? rR1： ? ?? L lH ?? drH?2?IRr212?39。 76 磁介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響 第 7 章 恒定磁場(chǎng) r?1R2RII?R1 r R2： ? ??L rHlH ?2d ??I?rIH?2??rIB r???20?L r? rR2： ? ??L rHlH ?2d ?? 0?0?? HII ??0?B磁場(chǎng)分布與電流滿足右手螺旋定則 L167。 76 磁介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響 第 7 章 恒定磁場(chǎng) (3)磁滯現(xiàn)象 BH0cHrBsBr: 剩余磁感強(qiáng)度 Hc: 矯頑力 磁滯回線 (4)鐵磁質(zhì)有一臨界溫度 Tc居里點(diǎn) ?T Tc時(shí)，鐵磁質(zhì)將喪失其鐵磁性而轉(zhuǎn)為順磁質(zhì) 167。 76 磁介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響 第 7 章 恒定磁場(chǎng) (2)外加磁場(chǎng) ?疇壁運(yùn)動(dòng)： 磁疇的磁化方向轉(zhuǎn)向外場(chǎng)方向，與外磁場(chǎng)方向相同或相近的磁疇的體積逐漸增大，反之則逐漸縮小 ?外場(chǎng)越強(qiáng)，轉(zhuǎn)向越充分。 76 磁介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響 第 7 章 恒定磁場(chǎng) (3)去除外磁場(chǎng)： 分裂成許多磁疇。 TTc時(shí) ， 磁疇全部被破壞 ， 鐵磁質(zhì)轉(zhuǎn)為順磁質(zhì) —— 存在居里點(diǎn) 167。 76 磁介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響 第 7 章 恒定磁場(chǎng) ?硬磁材料：矯頑力大 (Hc約為 104?106A/m)的材料 ——剩磁 容易保持 scHrBBH0?應(yīng)用： 永磁體 (如揚(yáng)聲器 、 耳機(jī)等的永磁體 )、記錄磁帶 、 計(jì)算機(jī)的記憶元件 ?磁滯回線較寬 ， 包圍的面積較大 1