第二十講：65 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷和載流導(dǎo)線的作用

大小方向力與速度方向垂直。不能改變速度大小，只能改變速度方向。6-5磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷和載流導(dǎo)線的作用一、洛倫茲力

1.當(dāng)時(shí)，所受的力為零.二、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)2.當(dāng)時(shí)粒子做直線運(yùn)動(dòng)①回旋半徑：②回旋周期：③回旋頻率：

粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)課堂練習(xí)1：一電子以速率在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)作半徑為的圓周運(yùn)動(dòng)，求此圓周所包圍的磁通量大小

Wb。3.當(dāng)與成任意夾角時(shí)①回旋半徑：②回旋周期：

③螺距：4.應(yīng)用舉例：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力一些具體應(yīng)用

1930年狄拉克預(yù)言自然界存在正電子，顯示正電子存在的云室照片及其臨摹描圖。①反物質(zhì)②磁鏡③磁瓶三、霍耳效應(yīng)厚度b,寬為a的導(dǎo)電薄片，沿x軸通有電流強(qiáng)度I，當(dāng)在y軸方向加以勻強(qiáng)磁場(chǎng)B時(shí)，在導(dǎo)電薄片兩側(cè)產(chǎn)生一電位差，這一現(xiàn)象稱為霍耳效應(yīng)RH---霍耳系數(shù)霍耳效應(yīng)霍耳效應(yīng)原理帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)受到洛侖茲力q>0++++++++++++此時(shí)載流子將作勻速直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)兩側(cè)停止電荷的繼續(xù)堆積，從而在兩側(cè)建立一個(gè)穩(wěn)定的電勢(shì)差。++++++++++++q<0++++++++++++總結(jié)(1)q>0時(shí)，RH>0,(2)

q<0時(shí)，RH<0,霍耳效應(yīng)的應(yīng)用2、根據(jù)霍耳系數(shù)的大小的測(cè)定，可以確定載流子的濃度。n型半導(dǎo)體載流子為電子。p型半導(dǎo)體載流子為帶正電的空穴。1、確定半導(dǎo)體的類型霍耳效應(yīng)已在測(cè)量技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算技術(shù)等各個(gè)領(lǐng)域中得到越來越普遍的應(yīng)用。利用霍爾效應(yīng)的霍爾元件可以用來控制轉(zhuǎn)速、壓力；還可以控制電流，是自動(dòng)控制的一個(gè)重要元件。一般生產(chǎn)線上用的控速元件，跑步機(jī)上的測(cè)速元件。由于通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)，其大小與導(dǎo)線中的電流成正比，故可以利用霍爾元件測(cè)量出磁場(chǎng)，就可確定導(dǎo)線電流的大小。利用這一原理可以設(shè)計(jì)制成霍爾電流傳感器。其優(yōu)點(diǎn)是不與被測(cè)電路發(fā)生電接觸，不影響被測(cè)電路，不消耗被測(cè)電源的功率，特別適合于大電流傳感。*四、磁流體發(fā)電在導(dǎo)電流體中同樣會(huì)產(chǎn)生霍耳效應(yīng)導(dǎo)電氣體發(fā)電通道電極磁流體發(fā)電原理圖使高溫等離子體（導(dǎo)電流體）以1000ms-1的高速進(jìn)入發(fā)電通道（發(fā)電通道上下兩面有磁極），由于洛侖茲力作用，結(jié)果在發(fā)電通道兩側(cè)的電極上產(chǎn)生電勢(shì)差。不斷提供高溫高速的等離子體，便能在電極上連續(xù)輸出電能。五、安培力安培力：電流元在磁場(chǎng)中受到的磁力安培定律方向：載流導(dǎo)線受到的磁力大?。?、安培定律安培、安培力右手螺旋法則課堂練習(xí)2:圖示為相互垂直的兩個(gè)電流元，試求它們之間的相互作用力。電流元所受作用力電流元所受作用力過

B×取電流元電流元受力的大小電流元受力的方向積分載流直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的大小課堂練習(xí)3：均勻磁場(chǎng)中載流直導(dǎo)線所受安培力。載流直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向討論：其它情況導(dǎo)線1、2單位長(zhǎng)度上所受的磁力為：二、無限長(zhǎng)兩平行載流直導(dǎo)線間的相互作用力a電流單位“安培”的定義：放在真空中的兩條無限長(zhǎng)平行直導(dǎo)線，各通有相等的穩(wěn)恒電流，當(dāng)導(dǎo)線相距1米，每一導(dǎo)線每米長(zhǎng)度上受力為2×10-7牛頓時(shí)，各導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度為1安培。課堂練習(xí)4：例6-6均勻磁場(chǎng)中任意形狀導(dǎo)線所受的作用力受力大小方向如圖所示建坐標(biāo)系取分量積分取電流元推論在均勻磁場(chǎng)中任意形狀閉合載流線圈受合力為零練習(xí)練習(xí)6：如圖，求半圓導(dǎo)線所受安培力方向豎直向上解：課堂練習(xí)7：例6-7

求一無限長(zhǎng)直載流導(dǎo)線的磁場(chǎng)對(duì)另一直載流導(dǎo)線ab的作用力。已知：I1、I2、d、LLxdba三、磁場(chǎng)對(duì)載流線圈的作用.如果線圈為N匝討論：.（1）（2）（3）小結(jié)：