大學(xué)物理 f磁力5

qq'q+qBCA練習(xí)與提要[6題]RqR'1第六章磁力MagneticForce基本磁現(xiàn)象磁場(chǎng)與磁感應(yīng)強(qiáng)度洛侖茲力霍爾效應(yīng)安培力內(nèi)容2§5.3洛侖茲力LorentzForce——磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力特點(diǎn)：不改變的大小，只改變的方向q實(shí)驗(yàn)：3廣義洛侖茲力：41.帶電粒子在均勻磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)q——?jiǎng)蛩僦本€運(yùn)動(dòng)⑴⑵——?jiǎng)蛩俾蕡A周運(yùn)動(dòng)q5q周期——與速度大小無關(guān)⑶一般情形——螺旋運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)方程——?jiǎng)蛩賵A周運(yùn)動(dòng)半徑62.帶電粒子在非均勻磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)q有指向磁場(chǎng)較弱方向的分量,q將被反射?！喷R效應(yīng)應(yīng)用：磁約束(人工核聚變)Ｉ

三者空間關(guān)系要想象7~B8天然磁約束——VanAllen輻射帶：pe-地球第一輻射帶：質(zhì)子(h～幾千km)第二輻射帶：電子(h～幾萬km)

2001年發(fā)現(xiàn)：赤道上空400公里存在一個(gè)質(zhì)子環(huán)9

在地磁兩極附近，由于磁感線與地面垂直，外層空間入射的帶電粒子可直接射入高空大氣層內(nèi)，它們和空氣分子的碰撞產(chǎn)生的輻射就形成了極光。絢麗多彩的極光10在地磁兩極附近，由于磁感線與地面垂直，外層空間入射的帶電粒子可直接射入高空大氣層內(nèi)，它們和空氣分子的碰撞產(chǎn)生的輻射就形成了極光。絢麗多彩的極光11§5.4霍爾效應(yīng)HallEffectIn1879，E.H.Hall發(fā)現(xiàn)：q+QQUHIb單位體積中的載流子數(shù)目在磁場(chǎng)中，載流導(dǎo)體上會(huì)出現(xiàn)橫向（與電流方向垂直）電勢(shì)差。

——霍爾效應(yīng)12應(yīng)用：①半導(dǎo)體中載流子的正負(fù)、濃度量子霍爾效應(yīng)②磁感應(yīng)強(qiáng)度測(cè)量③作控制元件In1980，KlausvonKlitzing發(fā)現(xiàn)：霍爾電阻B0UH(I恒定)13量子理論結(jié)果：以后崔琦等又發(fā)現(xiàn)：在更強(qiáng)磁場(chǎng)下——分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)141998年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者之一——崔琦美籍華人DanielC.Tsui1939生于河南分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)崔琦和施特默1982

1998’NobelPrize15§5.5安培力AmpereForce——磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線的作用力L1.均勻磁場(chǎng)中⑴載流導(dǎo)線baI16⑵載流線圈I合力：磁力矩：載流線圈的磁矩磁矩定義：abcdIS面積[注]線圈法向單位矢量,與

I

方向成右手螺旋關(guān)系17N匝載流線圈的磁矩：2.非均勻磁場(chǎng)中的安培力：在非均勻磁場(chǎng)中，載流線圈所受磁力一般不為零Note:18Chap.5SUMMARY⒈的定義⒉洛侖茲力：q(B=Fmax/qv

)帶電粒子在均勻磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)：①②③一般情形19⒊霍爾效應(yīng)——在磁場(chǎng)中，載流導(dǎo)體上會(huì)出現(xiàn)橫向(與電流方向垂直)電勢(shì)差q+QQUHIb產(chǎn)生機(jī)制：20⒋安培力：L⑴均勻磁場(chǎng)中：①載流導(dǎo)線baI21②載流線圈——IS面積⑵非均勻磁場(chǎng)中：22Chap.5EXERCISES⒈解：電子速率v=1104m/s,當(dāng)它沿X軸正向通過A點(diǎn)時(shí),受到沿+Y方向的力,F=8.0110–17N;當(dāng)它沿+Y方向以同一速率通過A點(diǎn)時(shí)，所受力的Z分量FZ=1.3910-16N,求

A點(diǎn)的大小和方向。AXYZ23令，則有又令，則有按題意按題意24綜之方向：如圖將“電子”改為質(zhì)子，其余條件不變，結(jié)果？若改為

粒子呢

？[思考]25-ab⒉答案：(C)一銅片置于均勻磁場(chǎng)中，其中電子流的方向如圖所示，試問下述哪一種情況將會(huì)發(fā)生？(A)電子受到洛侖茲力而減速.(B)銅片上產(chǎn)生渦流.(C)銅片上a、b兩點(diǎn)間產(chǎn)生電勢(shì)差,且UaUb.(D)銅片上a、b兩點(diǎn)間產(chǎn)生電勢(shì)差,且UaUb.當(dāng)磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí)，該電勢(shì)差如何變化？[思考]26r⒊dr的圓環(huán)，則圓環(huán)內(nèi)相當(dāng)于有電流，該電流環(huán)所受磁力矩的大小為，圓盤所受合力矩的大小為．半徑為R、電荷面密度為的均勻帶電圓盤，以角速度在均勻磁場(chǎng)中