1實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（備考小學(xué)所學(xué)內(nèi)容）通電直導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中若導(dǎo)線與Ｂ垂直，導(dǎo)線受力：F=IBL；若導(dǎo)線與Ｂ平行，導(dǎo)線受力：F=0；若導(dǎo)線與Ｂ成α角，導(dǎo)線受力：F=α。受力方向由右手定則可斷定。2、安培定理大小：方向：整段電壓受力(當(dāng)?shù)氐腂)第7章磁力§1磁場(chǎng)對(duì)通濁度線的斥力12000年的5月初,人們一睹了六年以來(lái)最輝煌壯麗的耀斑。北半球的天空充溢著一種磁力所呈現(xiàn)出的玫瑰色以及大條大條的彩色光線。在英國(guó),美國(guó),法國(guó)甚至歐洲的部份地區(qū),人們都能看見(jiàn)美麗的極光。極光是由太陽(yáng)黑子劇烈活動(dòng)引起的,在太陽(yáng)周圍的電子大量發(fā)散,大概有10億噸等離子,以2000公里/秒的速率穿越月球。當(dāng)電子和月球下部的大氣相互撞擊時(shí),她們會(huì)促使大氣發(fā)光,形成出彩色的光弧。23應(yīng)用舉例例1平行無(wú)限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線間的互相作用I1，I2，?0，a解：a?0I1I2導(dǎo)線1在導(dǎo)線2處形成的磁感應(yīng)硬度方向垂直于導(dǎo)線2向里?遭到的安培力的大小為方向如圖示遭到導(dǎo)線2作用的安培力的大小為方向如圖示單位寬度導(dǎo)線遭到的斥力大小(電動(dòng)力)取a=1m，f=2?10-7N/m，I=1A(國(guó)際)3例2均勻磁場(chǎng)對(duì)剛性半圓周載流導(dǎo)線的作用B，R，I解：討論（1）剛性方形線圈受力推測(cè)：任一段彎曲載流導(dǎo)線在均勻磁場(chǎng)中所受的磁場(chǎng)斥力，等于從起點(diǎn)到終點(diǎn)聯(lián)接的直導(dǎo)線通過(guò)相同的電壓時(shí)所受的斥力。
（2）剛性1/4圓線圈受力方向（3）聯(lián)接兩端點(diǎn)的直線電壓受力與x軸傾角?/44例3載有電壓I1的長(zhǎng)直導(dǎo)線門口有一長(zhǎng)為b的載流I2的直導(dǎo)線MN（MN與長(zhǎng)直導(dǎo)線共面）如圖，求：導(dǎo)線MN所受的磁場(chǎng)力？大小:電壓元I2dl遭到的磁力的大小為：MN遭到的總磁力為：解：長(zhǎng)直導(dǎo)線I1在I2處形成的磁場(chǎng)方向向里方向垂直MN向下5§2磁場(chǎng)對(duì)載流線圈的作用=bc=l1ab=cd=l2結(jié)果：線圈遭到磁扭矩的作用bc段：方向向上da段：向下ab段：a(b)d(c)?⊙方向如圖示cd段：方向如圖示大小相等,指向相反,但不作用在一條直線上，產(chǎn)生質(zhì)心轉(zhuǎn)矩M＝?=?II6說(shuō)明：(1)磁扭矩的矢量方式（2）磁扭矩的極值?=π/2：M最大?=0：M=0穩(wěn)定平衡?=π:M=0非穩(wěn)平衡(3)載流平面線圈在均勻磁場(chǎng)中扭力使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)附（1）任意形狀線圈上式雖由圓形線圈導(dǎo)入，但可推廣到任意形狀的線（2）非均勻磁場(chǎng)中線圈既受力的作用，又受扭矩的作用，此時(shí)線圈除轉(zhuǎn)動(dòng)外，還有平動(dòng)。7比如圖所示，一平面圓盤磁力矩做功，直徑為R，表面均勻帶有面密度為σ的電荷。若圓盤在磁場(chǎng)中繞AA'以角速率ω轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)B的方向垂直于轉(zhuǎn)軸AA'。
試證明圓盤遭到的扭矩大小為解：直徑為r、寬為dr的圓環(huán)其帶電量盤旋轉(zhuǎn)時(shí)環(huán)中產(chǎn)生的電壓dI=dq/T=2?rdr??/2?=rdr??圓環(huán)電壓磁矩的大小dm=SdI=???r3dr所受轉(zhuǎn)矩大小dq=2?rdr?drr8§3磁力的功一、載流直導(dǎo)線在均勻磁場(chǎng)中聯(lián)通時(shí)磁力所做的功導(dǎo)線l受力F=BIl，方向往右導(dǎo)線聯(lián)通一段距離aa'，恒力F所做的功：A=Faa'=BIlaa'導(dǎo)線聯(lián)通前：通過(guò)abcd的磁路量磁力矩做功，Φ0=Blad導(dǎo)線聯(lián)通后：通過(guò)a'b'cd的磁路量．Φ=Bla'd導(dǎo)線聯(lián)通時(shí)磁力所做的功等于導(dǎo)線中的電壓硬度與通過(guò)回路環(huán)繞的面積內(nèi)磁路量增量的乘積9二、載流線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)磁扭矩所做的功如圖（俯瞰圖），當(dāng)線圈在磁扭矩作用下，從φ位置轉(zhuǎn)過(guò)dφ角度時(shí)，磁扭力做功dA=－Mdφ減號(hào)表示磁扭力做正功時(shí)使φ降低。線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)磁力所做的功等于線圈中的電壓硬度與通過(guò)線圈的磁路量增量的乘積推論：不管是線圈形狀變化（導(dǎo)線聯(lián)通），還是線圈的空間位置變化（轉(zhuǎn)動(dòng)），磁力所做的功：1011§4運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力—洛倫茲力一、洛倫茲力公式二、洛倫茲力特點(diǎn)(1)(3)(2)磁場(chǎng)只對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用洛倫茲力只改變速率方向，不改變速率大小，即只形成法向加速度。
方向垂直向外方向垂直向里洛倫茲力不做功12三、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（1）粒子以原先的速率作勻速直線運(yùn)動(dòng)（2）粒子在大小不變的向心力f作用下作圓周運(yùn)動(dòng)直徑周期與直徑無(wú)關(guān)（3）粒子運(yùn)動(dòng)軌跡—螺旋線與無(wú)關(guān)磁聚焦從同一點(diǎn)以很接近的速度v射出的很窄的一束帶電粒子流，若與B傾角很小，v||近似相等，缸徑h近似相等，經(jīng)h后聚首。回旋直徑周期斜度13例正粒子帶電量為q，以初速v０步入均勻磁場(chǎng)中，且問(wèn)：（1）粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡怎樣？粒子遭到的洛倫茲力的方向與速率方向總是垂直，速率在整個(gè)過(guò)程中大小不改變，粒子做勻速率圓周運(yùn)動(dòng)。圓直徑：解：化學(xué)觀點(diǎn)：洛倫茲力提供了粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。（2）若另一粒子以速率2v０，同一點(diǎn)步入Ｂ，其它條件不變，則粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的直徑R'＝？同時(shí)出發(fā)，會(huì)不會(huì)同時(shí)回到該點(diǎn)？解：同時(shí)同地出發(fā)，必將會(huì)同時(shí)同地相會(huì)14§5帶電粒子在電場(chǎng)與磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一、帶電粒子在電場(chǎng)與磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)粒子遭到電場(chǎng)力的作用粒子遭到磁場(chǎng)力的作用粒子步入電磁場(chǎng)中，合斥力勻強(qiáng)電場(chǎng)中勻強(qiáng)磁場(chǎng)中二、應(yīng)用（借助電磁場(chǎng)控制電粒子的運(yùn)動(dòng)）質(zhì)譜儀—濾速、質(zhì)譜剖析；回旋加速器—獲得高速粒子；磁透鏡—磁聚焦，在電子顯微鏡中起了類似透鏡的作用。
15§6霍耳效應(yīng)將一塊導(dǎo)體板置于垂直于它的磁場(chǎng)中，當(dāng)有電壓通過(guò)導(dǎo)體板時(shí)，則在導(dǎo)體板的AA‘兩側(cè)都會(huì)形成電流UＨ，這些現(xiàn)象稱作霍耳效應(yīng)。若導(dǎo)體板寬為a，厚為b，在磁場(chǎng)不太強(qiáng)時(shí)，電位差UH與通過(guò)導(dǎo)體的電壓硬度Ｉ和磁感應(yīng)硬度B成反比，而與極板的長(zhǎng)度b正比：UH：霍耳電勢(shì)差k：霍耳系數(shù)僅與導(dǎo)體板材料有關(guān)理論推論：q，v，n運(yùn)動(dòng)電子受力：fm=qvB-+電場(chǎng)E，電位差U，fm=fe：電力fe=qE=qU/a16(1)k與運(yùn)動(dòng)電荷的含量有關(guān)(正比）。因而,通過(guò)霍耳系數(shù)的檢測(cè),可以確定導(dǎo)體內(nèi)的自旋的含量n。半導(dǎo)體中自旋的含量，遠(yuǎn)比金屬中自旋的含量小，所以半導(dǎo)體的霍耳系數(shù)比金屬的大得多，且半導(dǎo)體內(nèi)的氮化物含量受濕度、雜質(zhì)以及其他誘因的影響很大。為此，霍耳效應(yīng)為研究半導(dǎo)體自旋的含量的變化提供了重要的技巧。(2)k與電荷的正負(fù)有關(guān)，電流UＨ也與自旋的正負(fù)號(hào)有關(guān)。半導(dǎo)體中，n型半導(dǎo)體，自旋為電子，帶負(fù)電，p型半導(dǎo)體的自旋為空穴，帶正電。所以依照霍耳效應(yīng)系數(shù)的正負(fù)亦可判定半導(dǎo)體的類型。(3)應(yīng)用：借助半導(dǎo)體的霍耳效應(yīng)制成的元件稱霍耳器件,在科學(xué)技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用，如檢測(cè)磁感應(yīng)硬度,檢測(cè)直流或交流電壓,轉(zhuǎn)換訊號(hào);也可用于計(jì)算機(jī)中的估算器件等。
說(shuō)明：17例1質(zhì)譜儀():離子源P所形成的離子，經(jīng)過(guò)狹縫S1和S2之間的電場(chǎng)加速后射入濾速器，濾速器中的電場(chǎng)硬度E和磁感應(yīng)硬度B互相垂直，且都垂直于離子速率。通過(guò)濾速器的離子步入均勻磁場(chǎng)B0中，它們順著半圓周運(yùn)動(dòng)而達(dá)到記錄它們的拍照底片上產(chǎn)生譜線。若測(cè)得譜線A到入口處S0的距離為x，試證明與譜線相應(yīng)的離子的質(zhì)量為：m=qB0Bx/2E證明(1)濾速器(2)質(zhì)譜剖析對(duì)于質(zhì)譜儀來(lái)說(shuō)，固定當(dāng)每位離子所帶的電量相同時(shí)，由x的大小就可以確定離子的質(zhì)量m。一般的元素都有若干個(gè)質(zhì)量不同的核素，在上述質(zhì)譜儀的感光片上會(huì)產(chǎn)生若干條譜線。由譜線的位置，可以確定核素的質(zhì)量；由譜線的黑度，可以確定核素的相對(duì)濃度。18例2回旋加速器是獲得高速粒子的一種裝置其基本原理就是借助了回旋頻度與粒子速率無(wú)關(guān)的性質(zhì)。回旋加速器的核心部份是兩個(gè)D形盒，它們是密封在真空中的兩個(gè)半方形金屬空盒，置于電磁年鐵兩極之間的強(qiáng)悍磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向垂直于D形盒的底面。兩個(gè)D形盒之間留有窄縫，中心附近放置離子源。在兩D形盒之間接有交流電源，它在空隙里形成交變電場(chǎng)用以加速粒子。試剖析回旋加速器的基本原理。
解：被加速的離子以速率v1步入D1雖然離子的速度和回旋直徑一次比一次大，只要窄縫中的交變電場(chǎng)以不變的周期離子在窄縫中又被加速T變化，則不斷被加速的離子都會(huì)順著螺旋軌道漸漸趨近D形盒的邊沿。R最終速度19例3如圖所示，帶正電荷且線密度為?的半圓，以角速率?繞軸O'O"勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求：(1)O點(diǎn)的磁感應(yīng)硬度B；（2）旋轉(zhuǎn)的帶電半圓的磁矩Pm。解：(1)以角速率?繞軸O'O"勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的帶電半圓相當(dāng)于直徑不同的圓電壓dlr(2)20