安培定律 磁力矩 洛伦兹力

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1、一 磁场对载流导线的作用力 安培定律,洛伦兹力,安培定律 磁场对电流元的作用力,由于自由电子与晶格之间的相互作用，使导线在宏观上看起来受到了磁场的作用力 .,有限长载流导线所受的安培力,安培定律,意义 磁场对电流元作用的力 ，在数值上等于电流元 的大小 、电流元所在处的磁感强度 大小以及电流元和磁感应强度之间的夹角 的正弦之乘积 , 垂直于 和 所组成的平面, 且 与 同向 .,均匀磁场中，通电流I的长为l的直线所受到的安培力：,根据对称性分析,解,例 1 如图一通有电流I的闭合回路放在磁感应强度为 的均匀磁场中，回路平面与磁感强度 垂直。回路由直导线 AB 和半径为R的圆弧导线 BCA 组成

2、 ，电流为顺时针方向, 求磁场作用于闭合导线的力。,因,由于,故,0=0，则F2=2IBR，即教材的例10-3所求。,解 取一段电流元,结论 任意平面载流导线在均匀磁场中所受的力 , 与其始点和终点相同的载流直导线所受的磁场力相同.,例 2 求 如图不规则的平面载流导线在均匀磁场中所受的力，已知 和 .,例 3 半径为R载有电流I2的导体圆环与电流为I1的长直导线 放在同一平面内(如图) ，直导线与圆心相距为d，且 Rd，两者间绝缘，求 作用在圆电流上的磁场力。,解：,注意：上式右面括号内0,即 的方向是与ox轴的正向相反的。说明在非均匀磁场中闭合载流回路受到的安培力不再等于0。在这个力作用下

3、，载流回路有运动的趋势。,例10-4 如图所示，一无限长直导线与一长为L的直导线ab相互垂直地放置在同一个平面内，它们分别通有电流I1和I2。设a端与无限长直导线的距离为R，求载流导线ab受到的磁场力。,解：,二 磁场对载流线圈的作用 磁力矩,如图 均匀磁场中有一矩形载流线圈MNOPM,l2,线圈有N匝时,磁力矩使磁矩方向有转向与磁场方向一致的趋势。,l2,稳定平衡,不稳定平衡,1） 方向与 相同,2）方向相反,3）方向垂直,力矩最大,结论: 均匀磁场中，任意形状刚性闭合平面通电线圈所受的力和力矩为,磁矩,三 两无限长平行载流直导线间的相互作用力,国际单位制中电流单位安培的定义,在真空中两平行

4、长直导线相距 1 m ，通有大小相等、方向相同的电流，当两导线每单位长度上的吸引力为 时，规定这时的电流为 1 A （安培）.,问 若两直导线电流方向相反二者之间的作用力如何？,可得,四 洛伦兹力,磁场力（洛仑兹力）,方向：即以右手四指 由经小于 的角弯向 ，拇指的指向就是正电荷所受洛仑兹力的方向.,(一)洛伦兹力的数学表达式,问 1）洛仑兹力作不作功？,2）负电荷所受的洛仑兹力方向？,(二) 带电粒子在磁场中的运动,1 . 回旋半径和回旋频率,每隔一个周期后，两个带电粒子都会再次相遇到一点。,2 . 磁聚焦,（洛仑兹力不做功）,洛仑兹力,与 不垂直,螺距,应用 电子光学 , 电子显微镜等 .,磁聚焦 在均匀磁场中某点 A 发射一束初速相差不大的带电粒子, 它们的 与 之间的夹角 不尽相同 , 但都较小, 这些粒子沿半径不同的螺旋线运动, 因螺距近似相等, 都相交于屏上同一点, 此现象称之为磁聚焦 .,霍 耳 效 应,五 霍耳效应,霍耳电压,霍耳效应的应用,3）测量磁场,霍耳电压,1）判断半导体的类型,2）测量载流子密度n,量子霍尔效应（1980年，低温和强磁场）,霍耳电阻,作业题：10-19、20、23,