穩(wěn)恒磁場3-安培力洛倫茲力

載流導線在磁場中受安培力§9.6磁場對載流導線的作用一、安培力安培力公式SIIBF整個載流導線所受的磁力為：1、單個穩(wěn)定的電流元是不存在的2、積分意義：電流元受力的公式的意義在于通過它積分可求出任意穩(wěn)定電流的受力.為電流元所在處的外磁場不包括電流元自身的磁場理解：關(guān)于安培力的幾點說明：勻強磁場中的安培力?。b例：均勻磁場中有一彎曲的導線ab，通有電流I，求此段導線受到的磁場力。解：方向：大小：abxyO若導線閉合F=0閉合線圈在均勻磁場中受到的磁場力為零abcdolRI

例：如圖所示形狀的導線，通電流

I。置于一個與均勻磁場B垂直的平面上，方向如圖。求：此導線所受的磁場力的大小與方向。解：方向：豎直向上大小：勻強磁場中的安培力例：圓柱形磁鐵N極正上方放置一半徑為R的導線環(huán)，其中通有順時針方向（俯視）電流I，導線所在處磁感應強度的方向均與豎直方向成角，求:導線環(huán)受到的磁力?！羋Fh’dFZ’dFZdFhdFZ=dFsin方向：豎直向上解：ZN平行電流間的相互作用力解：df21=I2dlB1單位長度受力同理aI1I2aI1I2同方向?qū)Ь€排斥異方向?qū)Ь€吸引二、載流線圈在磁場中受到的力矩I1.載流線圈的磁矩(MagneticDipoleMoment)定義：2.力矩(1)對線圈的作用合力為零合力矩為零方向：與電流成右手螺旋關(guān)系sR（2）的作用合力為零r結(jié)論：均勻磁場中，載流線圈所受合外力為零，載流線圈所受力矩為作用效果：使線圈磁矩的方向轉(zhuǎn)向外磁場方向×.×.×.×.×.θ=0M=0θ=p/2

Mmaxθ=pM=0例：半徑為R

的四分之一圓弧AB，處于均勻磁場

B0中，可繞Z

軸轉(zhuǎn)動，其中通有電流I，求：1）如圖位置時，AB弧所受的磁場力，2）AB弧所受的力矩。

解:1)2)BxyzOAIR例:圓環(huán)，半徑R,質(zhì)量m,通電流I

，位于和磁場B平行的平面上，求圓環(huán)一側(cè)被抬離平面時的環(huán)的最小電流。RII解:例：半徑為R

的導線圓環(huán)中通有電流I，置于磁感應強度為B

的均勻磁場中（如圖）。若磁場方向與環(huán)面垂直，求：1）圓環(huán)所受的磁力2）導線所受的張力的大小。解：

dqTTdFIO2）導線所受的張力（切向）BIxy1）磁力為零勻強磁場中的安培力每一段，磁力徑向，和切向張力的徑向分量，受力力平衡張力的左右水平分量彼此平衡3.均勻磁場中磁矩的勢能

qI設(shè)q由q1

變到q2線圈的磁矩外力克服磁力矩的功為設(shè)磁矩的勢能為Wm

q=0,勢能取極小值

q=p,勢能取極大值qI與靜電場對比磁電例：如圖所示，在均勻磁場中，半徑為R的薄圓盤以角速度ω繞中心軸轉(zhuǎn)動，圓盤電荷面密度為σ。求它的磁矩和所受的力矩。解：取半徑為r的環(huán)狀面元，圓盤轉(zhuǎn)動時，它相當于一個載流圓環(huán)，其電流：磁矩：Rω大小：圓盤磁矩：方向：向上受的力矩：rdr§9.6磁場對運動電荷的作用一、洛侖茲力洛倫茲力就是安培力！！洛倫茲力下的圓周運動（垂直磁場）無限小電流元運動電荷2.（均勻磁場）R:圓周運動的半徑R∝V周期T與V無關(guān)只和荷質(zhì)比有關(guān)二、帶電粒子在磁場中的運動××××××××××××××××q1.（均勻磁場）螺距：半徑：3.有夾角（均勻磁場）vvqR+vBqm螺距hhbI三、霍耳效應(TheHallEffect)1、什么是霍耳效應磁場中載流導體上出現(xiàn)橫向電勢差的現(xiàn)象。2、解釋+++++++++++++++________++++++------

n

：載流子濃度UH

與B

間成線性關(guān)系U和I的關(guān)系：3.霍耳效應的應用：(1)根據(jù)霍耳電壓的極性，可以判斷導體或半導體中載流子的種類，例如半導體中是電子導電還是空穴導電；(2)測定載流子濃度