第11章恒定電流的磁場

磁場磁約束核聚變研究裝置磁現(xiàn)象磁場磁感應強度一、基本磁現(xiàn)象1、自然磁現(xiàn)象

☆磁性：具有能吸引鐵磁物資(Fe、Co、Ni）的一種特性?！畲朋w：具有磁性的物體☆磁極：磁性集中的區(qū)域☆地磁：地球是一個大磁體。磁極不能分離，（正負電荷可以分離開）

地核每400年比地殼多轉一周地殼地核地幔NS

地球的磁極每隔幾千年會發(fā)生顛倒２、磁現(xiàn)象起源于運動電荷I后來人們還發(fā)現(xiàn)磁電聯(lián)系的例子有：磁體對載流導線的作用；通電螺線管與條形磁鐵相似；載流導線彼此間有磁相互作用；……

1819－1820年丹麥物理學家奧斯特首先發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應。1820年4月，奧斯特做了一個實驗，通電流的導線對磁針有作用，使磁針在電流周圍偏轉。上述現(xiàn)象都深刻地說明了：

磁現(xiàn)象與運動電荷之間有著深刻的聯(lián)系。

安培的分子電流假說３、磁力②、近代分子電流的概念：軌道圓電流＋自旋圓電流＝分子電流

一切磁現(xiàn)象都起源于電流，任何物質的分子中都存在著環(huán)形電流（分子電流），每個分子電流就相當于一個基元磁體，當這些分子電流作規(guī)則排列時，宏觀上便顯示出磁性。①

1822年安培提出了用分子電流來解釋磁性起源。

磁體與磁體間的作用；電流與磁體間的作用；磁場與電流間的作用；磁場與運動電荷間的作用；均稱之為磁力。自然界兩種電荷：正負電荷自然界兩種磁極：NS極正負電荷：同性相斥異性相吸ＮS極之間：同性相斥異性相吸電荷周圍產(chǎn)生電場磁極周圍產(chǎn)生磁場電場對其中電荷有力的作用磁場對其中磁針和移動電荷、電流有力的作用對比電場認識磁場？源？旋場電場磁場對比庫侖定律場強米切爾扭秤實驗場強有源無旋場無源有旋場利用電荷的對稱性特點和高斯定理求解E利用？電流的對稱分布和？？定理求B？-----真空中的電導率-----真空的磁導率-----相對電容率（介電常數(shù)）-----介質的介電常數(shù)-----相對磁導率-----介質的磁導率導體---靜電感應電解質----極化磁介質---磁化順磁質抗磁質鐵磁質儲能元件------C儲能元件------L第11章恒定磁場磁約束核聚變研究裝置主要內容§11.1磁場力和磁感應強度§11.2畢奧-薩伐爾定律§11.3磁高斯定理§11.4安培環(huán)路定理§11.5磁場對電流的作用§11.6帶電離子在磁場中的運動§11.7物質的磁性洛倫茲力作業(yè)四作業(yè)五電流在其周圍激發(fā)---磁場穩(wěn)恒電流在其周圍激發(fā)---穩(wěn)恒磁場本章研究穩(wěn)恒磁場的基本性質恒定磁場（一種特殊物質）知識結構磁感應強度磁場描述相互作用能量真空中的電流基本規(guī)律高斯定理環(huán)流定理恒定磁場的性質磁通量磁介質§11.1磁場力和磁感應強度電流1.電流、電流密度（1）電流的定義：自由電子的定向運動形成電流（2）電流的方向：正電荷運動的方向（3）電流的大?。簡挝粫r間內通過導體截面的電量，既單位時間內電荷對截面積的通量S（4）穩(wěn)恒電流：電流的大小和方向都不變的電流幾種典型的電流分布粗細均勻的金屬導體粗細不均勻的金屬導線半球形接地電極附近的電流電阻法勘探礦藏時的電流同軸電纜中的漏電流（5）電流密度：描述電流空間分布的物理量dS空間某點電流密度的大小為：通過該點單位垂直截面上的電流空間某點電流密度的方向為：該點電流的方向（6）通過空間某曲面的電流dSS通過dS面的電流通過S面的電流（7）電流線：描繪電流場（類似電力線）2.電流連續(xù)性方程

導體中一閉合面S

，t

時刻有電荷qS

單位時間內流出的電流等于單位時間內電荷減少量電流連續(xù)性方程3.穩(wěn)恒電流條件穩(wěn)恒電流條件：任意時刻流出導體任意閉合曲面的電流等于流入該曲面的電流一.磁力與磁場（MagneticField）磁體磁體電流電流安培提出:一切磁現(xiàn)象起源于電荷運動運動電荷運動電荷磁場磁場的性質(1)對運動電荷(或電流)有力的作用;(2)磁場有能量SNSNS磁場IFI1I2FN基本的磁現(xiàn)象運動電荷磁場運動電荷電流

電流分子電流分子電流電流分子電流運動電荷分子電流二.磁感應強度（MagneticInduction）在閉合回路中取電流元電流元在磁場中的受力特點:(1)電流元在磁場中的方向不同,受力也不同;存在一個方向使定義(2)當電流元的取向與磁感應強度的方向垂直時,受到的磁場力最大;磁感應強度的大小定義該方向為磁感應強度的方向滿足（3）磁場力的方向與電流元和磁感應強度——安培力公式右手螺旋關系利用運動電荷在磁場中受力情況來測量磁場(1)磁感應強度的方向運動電荷在磁場中運動時，存在一個方向使定義(2)磁感應強度的的大小磁感應強度的大小定義該方向為磁感應強度的方向當運動電荷電量、速度一定時，運動電荷的運動方向與磁感應強度的方向垂直時，受到的磁場力最大磁感應強度的單位：T（1T=10000Gs）的關系（3）磁場力與磁感應強度——洛侖茲力公式的方向洛侖茲力的大小洛侖茲力的方向注意電荷為負時，力的方向取逆方向§11.2畢奧－薩伐爾定律

一.畢奧－薩伐爾定律

(Biot–SavantLaw)靜電場:取磁場：取畢－薩定律：

單位矢量真空中的磁導率大?。悍较颍河衣菪▌t

???P例如：P（3）一段載流導線在場點P處產(chǎn)生的磁場PAB（4）閉合載流導線在場點P處產(chǎn)生的磁場P（1）載流直導線的磁場(MagneticFieldDuetoaCurrentinaStraightWire)解求距離載流直導線為a

處一點P的磁感應強度IaP各電流元產(chǎn)生的磁感應強度的方向相同求磁感應強度的方法二.畢－薩定律的應用

根據(jù)幾何關系IaPl由電流元方向確定1、2方向(1)無限長直導線方向：右螺旋法則(2)任意形狀直導線PaI12討論IP作業(yè)提示安培力公式洛侖茲力公式畢－薩定律：

求磁感應強度的方法主要內容小結載流直導線的磁場無限長直導線IP練習題3有一無限長通電流的扁平銅片，寬度為a，厚度不計。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（如圖）的磁感應強度的大小為[]xbaxdxdx中電流dx產(chǎn)生的dB=?無限長直電流作業(yè)提示Ib(3)無限長載流平板P解xyO(1)(2)(3)分析：(1)無限長載流直導線

(2)無限大板磁屏蔽ii2

載流圓線圈的磁場求軸線上一點P的磁感應強度根據(jù)對稱性方向滿足右手定則RxOPxI(1)載流圓線圈的圓心處

(2)一段圓弧在圓心處產(chǎn)生的磁場I如果由N匝圓線圈組成討論(3)定義：磁矩ISN匝線圈的磁矩

長直電流與圓電流的組合――例求下各圖中0點的B的大小

I

I

O

o

OI

R

o

R

I

o

I課外練習

求如圖所示的電流中球心0的磁感應強度。

o

I

IR

解每一邊電流產(chǎn)生B1：2用兩根彼此平行的半無限長直導線L1、L2把半徑為R的均勻導體圓環(huán)聯(lián)到電源上，如圖所示。已知直導線上的電流為I。求圓環(huán)中心O點的磁感應強度

I1I2L1產(chǎn)生的（過圓心的直電流）L2產(chǎn)生的（直電流）I1、I2大小之比？弧長之比？方向如何？I1、I2產(chǎn)生的ROabIIL1L2作業(yè)提示三、計算題：1有一條載有電流I的導線彎成如圖示abcda形狀,其中ab、cd

是直線段，其余為圓弧。兩段圓弧的長度和半徑分別為l1、R1和l2、R2,且兩段圓弧共心。求圓心O處的磁感應強度。l1產(chǎn)生的（圓?。ǚ较?？）l2類似（方向？）ab產(chǎn)生的（有限直線）（方向？）cd類似作業(yè)提示求繞軸旋轉的均勻帶電圓盤軸線上的磁場和圓盤的磁矩解xORqPr例dI為每秒從該橫斷面流過的電量圓盤圓心處

方向沿

x軸正向xORqPr一.選擇題:2如圖所示：邊長為a的正方形四個角上固定有四個電量均為q

的點電荷。此正方形以角速度繞ac軸旋轉時，在中心O

點產(chǎn)生的磁感應強度大小為B1；此正方形同樣以角速度繞過O

點垂直于正方形平面的軸旋轉時，在中心O

點產(chǎn)生的磁感應強度大小為B2，則B1與B2間的關系acaO由I1

B1（注意半徑的值）由I2

B2（注意半徑的值）作業(yè)提示３載流螺線管軸線上的磁場已知螺線管半徑為R單位長度上有n匝dl上的電流dl在P點產(chǎn)生的磁場幾何關系RPldl(1)無限長載流螺線管討論(2)半無限長載流螺線管端口處

螺線管在P點產(chǎn)生的磁場PRl注意：數(shù)值的正確確定

三.運動電荷的磁場

P+qS電流元內總電荷數(shù)電荷個數(shù)密度一個電荷產(chǎn)生的磁場Oab如圖的導線，已知電荷線密度為，當繞O點以

轉動時解1234線段1：O點的磁感應強度例求線段2：同理線段3：線段4：同理Oab1234r主要內容小結安培力公式洛侖茲力公式畢－薩定律：

求磁感應強度的方法載流直導線的磁場無限長直導線載流圓線圈的磁場一個電荷產(chǎn)生的磁場載流圓線圈的圓心處

一段圓弧在圓心處產(chǎn)生的磁場N匝線圈的磁矩載流螺線管軸線上的磁場無限長載流螺線管§11.3磁場的高斯定理靜電場：磁場：靜電場是有源場一.磁力線

(MagneticFieldLines)1.規(guī)定(1)方向：磁力線切線方向為磁感應強度的單位面積上穿過的磁力線條數(shù)為磁感的方向(2)大?。捍怪睉獜姸鹊拇笮?.磁力線的特征(1)無頭無尾的閉合曲線(2)與電流相互套連，服從右手螺旋定則(3)磁力線不相交磁力線磁力線電流線（1）定義：通過面元的磁力線條數(shù)——通過該面元的磁通量有限曲面上的磁通量磁力線穿入閉合曲面的規(guī)定磁力線穿出（2）磁通量的計算面元上的磁通量閉合曲面上的磁通量特例：均勻磁場中平面上的磁通量二.磁通量(Magneticflux)

三.磁場的高斯定理(MagneticGauss’Law)磁場線都是閉合曲線

(磁高斯定理)電流產(chǎn)生的磁感應線既沒有起始點，也沒有終止點，即磁場線既沒有源頭，也沒有尾閭——磁場是無源場（渦旋場）例

證明在磁力線為平行直線的空間中，同一根磁力線上各點的磁感應強度值相等。解電和磁有許多相似之處：帶電體周圍有電場，磁體周圍有磁場；同種電荷相斥，異種電荷相吸，同名磁極也相推，異名磁極也相吸；變化的電場能激發(fā)磁場，變化的磁場也能激發(fā)生電場……似乎電和磁是一對對稱而和諧的“佳偶”。電和磁一個最大的不同點：正、負電荷可以單獨存在；而磁體的兩極總是成對出現(xiàn)，無論磁針被分割成多少部分，無論把它分割得多么小，每一部分總是兩極對立，共存共亡。電與磁的不對稱磁和電的不對稱性在宇宙中也有所反映，不可勝數(shù)的天體以及遼闊無垠的星際空間都具有磁場，磁場對天體的起源、結構和演化部有著舉足輕重的影響；可是電場在宇宙空間幾乎無聲無息，對豐富多采的天文學似乎毫無建樹。狄拉克的神來之筆1931年，剛剛對“反電子”的存在做出預言的英國物理學家狄拉克前所未有地把磁單極子作為一種新粒子提出來，不僅使麥克斯韋方程具有完全對稱的形式，而且根據(jù)磁單極子的存在，電荷的量子化現(xiàn)象也可以得到解釋。楊振寧于1983年5月在北京所作的一次學術報告中才盛贊狄拉克的磁單極子假設，是“神來之筆”。

著名的美籍意大利物理學家費米也曾經(jīng)從理論上考察過磁單極子，一直認為“它的存在是可能的”。后來的一些物理學家則彌補了狄拉克理論中的一些困難和不足，給磁單極子的存在以更堅實的理論根據(jù)?；敬藕蒰0比基本電荷e大得多，這意味著異性磁荷之間的吸引力，比起異性電荷之間的吸引力要強得多，必須在很強的外力作用下才能把成對的相反磁荷分開。踏破鐵鞋無覓處

在實驗室內，可以利用高能加速器來加速核子用來沖擊原子核，使原來緊密結合的正負磁單極子分離，然后用核乳膠記錄它們。這樣的實驗已經(jīng)做了很多次，得到的都是否定的結果。加速器實驗的否定結果，也許是因為加速器的能量不夠高。為什么不利用能量更大的天然的宇宙射線呢？于是，科學家走出實驗室，到大自然中去尋找磁單極子。

首先檢驗了露出地面的鐵礦石和鐵隕石碎片。這些具有磁性的物體，會像吸鐵石一樣，吸收從宇宙深處飛來的磁單極子。然而，一無所獲。類似的實驗在海底、礦山、深海沉積物和地球大氣等，都有人做了多次，都是以失望告終。月球上既沒有大氣，磁場又極微弱，應該是尋找磁單極子的好場所。1973年科學家對“阿波羅”飛船運回的月巖進行了檢測，而且使用了極靈敏的儀器即使在月巖中有一個基本磁荷大小的磁單極子也可以檢測出來。但出人意料的是，竟沒有測出任何磁單極子?；鸹ㄒ婚W難定論在對磁單極子進行尋找的過程中，人們“收獲”到的總是一次又一次地失望。不過也曾不時地閃現(xiàn)過一兩次美妙的希望曙光。一些物理學家認為磁單極子對周圍物質有很強的吸引力，所以它們在感光底板上會留下又粗又黑的痕跡。1975年，美國的一個科研小組，用氣球將感光底板送到空氣極其稀薄的高空，經(jīng)過幾晝夜宇宙射線的照射，發(fā)現(xiàn)感光底板上真的有又粗又黑的痕跡，他們聲稱，找到了磁單極子。但是，對于那是否真的是磁單極子留下的痕跡，爭論很大，大多數(shù)科學家認為那些痕跡很明顯是重離子留下的。到目前為止，這些痕跡到底是誰留下的，還是樁“懸案”。1982年，美國物理學家凱布雷拉宣布，在他的實驗中發(fā)現(xiàn)了一個磁單極子。實驗所得的數(shù)據(jù)與磁單極子理論所提出的磁場單極子產(chǎn)生的條件基本吻合。不過由于以后沒有重復觀察到類似于那次實驗中所觀察到的現(xiàn)象，所以這一事例還不能確證磁單極子的存在。結論尚需費工夫理論上雖然證明了磁單極子的存在，但目前既又贊成的，也有反對者。

贊成這一理論的，不乏非常杰出的物理學家。他們認為，磁單極子是存在的，但它們成對結合得太緊密了，現(xiàn)在所有的高能質點尚不能把它們轟開。存在持否定態(tài)度的也大有人在，并且能提出這樣或那樣的理由加以論證。其中特別應該指出的是到了晚年的狄拉克本人，也不完全相信磁單極子真的存在?？紤]到它對物理學所產(chǎn)生的巨大影響，完全值得不遺余力地去尋找。目前，尋找磁單極子的實驗還在進行中，如果磁單極子確實存在，不僅現(xiàn)有的電磁理論要作重大修改，而且物理學乃至天文學的基礎理論也將又重大的發(fā)展。§11.4

磁場的安培環(huán)路定理(Ampere’sLaw)一.磁場的安培環(huán)路定理靜電場:靜電場是保守場磁場:1.磁感應強度環(huán)流在空間選定一個閉合曲線L，曲線上方向與L

方向一致，把該點的對整個L積分稱為磁感應強度環(huán)流選定一個繞行方向。P點上選2.無限長載流直導線磁感應強度的環(huán)流無限長載流直導線產(chǎn)生的磁場由幾何關系得?若環(huán)路中不包圍電流的情況?若環(huán)路方向反向對一對線元來說環(huán)路不包圍電流，則磁場環(huán)流為零

3.電流方向的規(guī)定

電流與繞行方向成右手定則時，I>0，否則I<04.多電流情況——在環(huán)路

L

中

——在環(huán)路L外

環(huán)路上各點的磁場為所有電流的貢獻但外部電流對磁環(huán)流無貢獻磁場的環(huán)流與環(huán)路(closedloop

)中所包圍的電流有關，與環(huán)路外的電流無關，與環(huán)路的形狀無關。上式具有普適性，對任何磁場都成立。——安培環(huán)路定律恒定電流的磁場中，磁感應強度沿一閉合路徑L的線積分等于路徑L

包圍的電流強度的代數(shù)和的

倍則磁場環(huán)流為

包圍的電流(1)積分回路方向與電流方向呈右螺旋關系滿足右螺旋關系時

反之

(2)磁場是有旋場——電流是磁場渦旋的軸心

(3)安培環(huán)路定理只適用于閉合的載流導線，對于任意設想的一段載流導線不成立圖中載流直導線,設

例討論則L的環(huán)流為:例1求無限長圓柱面電流的磁場分布。

PL解

系統(tǒng)有軸對稱性，圓周上各點的

B

相同時過圓柱面外P點做一圓周時在圓柱面內做一圓周切線方向二.安培環(huán)路定理的應用

無限長圓柱體載流直導線的磁場分布區(qū)域：區(qū)域：推廣電場分布曲線EOrRBOrR電場、磁場中典型結論的比較外內內外長直圓柱面電荷均勻分布電流均勻分布長直圓柱體長直線磁偶極子電偶極子S類比在軸延長線上某點例2：載流長直螺線管磁場分布如圖，均勻密繞無限長直螺線管通有電流為I，單位長度匝數(shù)為n）解：二.安培環(huán)路定理的應用

B?cabdlP有限長的螺線管當L>>R

，在中部也有此結果，在端部例3求螺繞環(huán)電流的磁場分布及螺繞環(huán)內的磁通量

解

在螺繞環(huán)內部做一個環(huán)路，可得

若螺繞環(huán)的截面很小，若在外部再做一個環(huán)路，可得螺繞環(huán)內的磁通量為7.如圖所示有電流I1、I2、I3、I4、I5，且I1=I2=I3=5A，I4=I5=6A，則：

將半徑為R

的無限長導體薄壁管（厚度忽略）沿軸向割去一寬度為h（h<<R

）的無限長狹縫后，再沿軸向均勻地流有電流，其面電流密度為i（如圖），求管軸線上磁感應強度的大小設狹縫中有相同電流密度、方向相反的一對電流I、-I原模型和I形成閉合無限長圓柱面產(chǎn)生-I產(chǎn)生I=ih作業(yè)提示4.在半徑為R

的長直金屬圓柱體內部挖去一個半徑為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‘點的磁感應強度B

的大小為IORaO′r設空圓柱體內有相同電流密度、方向相反的一對電流I′、-I′原模型和I′形成閉合無限長圓柱體產(chǎn)生-I′產(chǎn)生注意：電流密度作業(yè)提示例

求無限大平面電流的磁場

解

面對稱推廣：有厚度的無限大平面電流?在外部?

在內部

x作業(yè)提示載流直導線的磁場無限長直導線載流圓線圈的磁場磁場主要知識點回顧一個電荷產(chǎn)生的磁場載流圓線圈的圓心處

一段圓弧在圓心處產(chǎn)生的磁場N匝線圈的磁矩載流螺線管軸線上的磁場無限長載流螺線管磁力線(1)方向(2)大小(3)無頭無尾的閉合曲線(4)與電流相互套連，服從右手螺旋定則(5)磁力線不相交磁通量磁場的高斯定理安培環(huán)路定律重點和難點：★磁場安培環(huán)路定理★安培環(huán)路定理在典型載流體磁場計算中的應用無限長載流直導線載流螺線管無限長載流圓柱體（面）無限大載流平面載流導體產(chǎn)生磁場磁場對電流有作用一.磁場對載流導線的作用大?。悍较颍河捎沂致菪▌t確定11.5磁場對電流的作用(MagneticForceonaCurrent–CarryingWire)安培力1磁場對電流元的作用力2磁場對載流導線的作用力(1)安培定理是矢量表述式(2)若磁場為勻強場（3）在勻強磁場中的閉合電流受力載流直導線在勻強磁場中力的大小當載流直導線在勻強磁場中，且垂直磁場時討論1.均勻磁場中，計算載流導線所受的安培力。例.如圖所示，求導線所受的安培力。doIxyllR解：doIxyllR導線上所受安培力的合力例求兩平行無限長直導線之間的相互作用力大小為多少？討論1.表明：兩個同方向的平行載流直導線，通過磁場的作用，將相互吸引。反之，兩個反向的平行載流直導線，通過磁場的作用，將相互排斥，而每一段導線單位長度所受的斥力的大小與這兩電流同方向的引力相等。2.“安培”的定義：真空中相距1m的二無限長而圓截面極小的平行直導線中載有相等的電流時，若在每米長度導線上的相互作用力正好等于210-7N

，則導線中的電流定義為1A。3.電流之間的磁力符合牛頓第三定律：4.兩電流元之間的相互作用力，一般不遵守牛頓第三定律例求一載流導線框在無限長直導線磁場中的受力和運動趨勢解1234方向向左方向向右

整個線圈所受的合力：線圈向左做平動1324求正三角形線圈受電流I，所產(chǎn)生磁場的安培力的合力。解：1.CD邊受力I2FCDabI12.非均勻磁場中，載流導線受力情況。2.DF邊方向：與水平方向成60°I2FCDabI1xdxx+dx3.FC邊方向：與水平方向成240°整個線框所受的合力：二.磁場對平面載流線圈的作用（方向相反在同一直線上）（線圈無平動）（2）力矩分析1.在均勻磁場中的剛性矩形載流線圈（方向相反不在一條直線上）+A(B)D(C)（1）受力分析令2.磁矩與I

成右手定則對于N

匝線圈3.力矩與磁矩的關系N

匝線圈的力矩N

匝線圈的力矩的矢量式力矩與磁矩的關系普適討論(1)(2)(3)穩(wěn)態(tài)亞穩(wěn)態(tài)主要內容小結安培力磁場對載流導線的作用力力矩與磁矩的關系三磁場力的功1安培力對運動載流導線的功Ildx力的大小dt時段內力作的微功有限時段內力作的功若電流不變由于磁場是非保守力場，磁力作功不等于磁場能量的減少量2磁力矩對載流線圈的功負號表示力矩作正功時

減小非均勻磁場中的平面電流環(huán)線圈有平動和轉動+A(B)D(C)若電流不變（1）對Y軸的力矩Y例求解有一半徑為R

的半圓形閉合線圈，電流方向如圖所示，線圈處于均勻磁場中（2）在該力矩作用下，線圈轉過90所作的功XR（1）I磁矩方向為力矩的大小力矩的方向為Y方向（2）一.洛倫茲力(LorentzForce)公式?

實驗結果?

安培力與洛倫茲力的關系安培力是大量帶電粒子洛倫茲力的疊加§11.6

帶電粒子在磁場中的運動(1)洛倫茲力始終與電荷運動方向垂直，故討論對電荷不作功(2)在一般情況下，空間中電場和磁場同時存在二.帶電粒子在均勻磁場中的運動?

?

粒子回轉周期與頻率情況?

一般情況帶電粒子作螺旋運動?

磁聚焦原理

粒子源A

很小時接收器A’發(fā)散角不太大的帶電粒子束，經(jīng)過一個周期后，重新會聚（1）電子將何方向偏轉？例求解（2）電子的加速度（1）由磁場方向如圖所示，B=5.510-5T，電子以Y方向入射，其動能為EK=1.2104eV（3）電子向Y方向運動20cm

處，向X方向轉移多少？YZXROxy入射時向X方向偏轉（2）（3）由

霍爾效應（HallEffect

）1879年霍爾發(fā)現(xiàn)在一個通有電流的導體板上，若垂直于板面施加一磁場，則板面兩側會出現(xiàn)微弱電勢差(霍爾效應)電場力:洛倫茲力:實驗結果受力分析ldIab(方向向下)(方向向上)++++––––當達到動態(tài)平衡時：(霍耳系數(shù))它是研究半導體材料性質的有效方法（濃度隨雜質、溫度等變化）討論(1)通過測量霍爾系數(shù)可以確定導電體中載流子濃度(2)區(qū)分半導體材料類型——

霍爾系數(shù)的正負與載流子電荷性質有關++++––––++++––––N

型半導體P

型半導體高溫導電氣體沒有機械轉動部分造成的能量損耗——可提高效率特點：(3)磁流體發(fā)電一.磁介質及其分類1.

磁介質——任何實物都是磁介質磁介質放入外場——相對磁導率

反映磁介質對原場的影響程度

磁介質產(chǎn)生“磁化場”可同向，可反向磁介質中的磁場（各向同性介質）§11.7

物質的磁性2.

磁介質的分類順磁質抗磁質減弱原場增強原場如鋅、銅、水銀、鉛等如錳、鉻、鉑、氧等弱磁性物質順磁質和抗磁質的相對磁導率都非常接近于1鐵磁質通常不是常數(shù)具有顯著的增強原磁場的性質——強磁性物質二.磁化機理原子中電子的軌道磁矩1.

安培分子環(huán)流的概念和方法電子的自旋磁矩分子磁矩所有電子磁矩的總和抗磁質無外場作用時，對外不顯磁性順磁質無外場作用時，由于熱運動，對外也不顯磁性2.

磁介質的磁化

抗磁質磁化在外場作用下，每個分子中的所有電子都產(chǎn)生感應磁矩磁介質產(chǎn)生附加磁場與外場方向相反分子環(huán)流在外場作用下，產(chǎn)生取向轉動，磁矩將轉向外場方向——宏觀上產(chǎn)生附加磁場與外場方向相同順磁質磁化三.有磁介質的磁高斯定理磁介質存在時，磁感應線仍是一系列無頭無尾的閉合曲線(含磁介質的磁高斯定理)對于任意閉合曲面S四.有磁介質時的安培環(huán)路定理1.束縛電流以無限長螺線管為例順磁質在磁介質內部的任一小區(qū)域：相鄰的分子環(huán)流的方向相反在磁介質表面處各點：分子環(huán)流未被抵消形成沿表面流動的面電流——束縛電流結論：介質中磁場由傳導