稳定磁场.ppt
《稳定磁场.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《稳定磁场.ppt(62页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、关于稳定磁场现在学习的是第1页,共62页1.运动方向与磁场方向平行运动方向与磁场方向平行 =0F=0+Bv结论:结论:结论:结论:带电粒子作匀速直线运动。带电粒子作匀速直线运动。带电粒子作匀速直线运动。带电粒子作匀速直线运动。现在学习的是第2页,共62页周期:周期:频率:频率:带电粒子作带电粒子作带电粒子作带电粒子作匀速圆周匀速圆周匀速圆周匀速圆周运动,其周期和频率运动,其周期和频率运动,其周期和频率运动,其周期和频率与与与与速度速度速度速度无关。无关。无关。无关。结论:结论:结论:结论:2.运动方向与磁场方向垂直运动方向与磁场方向垂直vF +BR运动方程:运动方程:a向心向心=v2/RF向心
2、向心=ma向心向心现在学习的是第3页,共62页3.3.运动方向沿任意方向运动方向沿任意方向半径:半径:周期:周期:螺距:螺距:结论:结论:结论:结论:螺旋运动螺旋运动螺旋运动螺旋运动:匀速直线运动匀速直线运动匀速圆周运动匀速圆周运动现在学习的是第4页,共62页(1)磁聚焦磁聚焦带电粒子带电粒子q以速度以速度v 进入均匀磁场后,作螺旋线运动:进入均匀磁场后,作螺旋线运动:螺距:螺距:半径:半径:AA 一束发散角一束发散角 不太不太大,速度大致相同的大,速度大致相同的带电粒子,从带电粒子,从A点进入,点进入,磁场则:磁场则:各粒子的螺距各粒子的螺距h相等,相等,R不相等不相等各粒子经历一个回旋周期
3、后会聚到各粒子经历一个回旋周期后会聚到A点点磁聚焦磁聚焦现在学习的是第5页,共62页(2)磁约束磁约束 一般带电粒子在非一般带电粒子在非均匀磁场也作螺旋线运动:均匀磁场也作螺旋线运动:但是:但是:常量常量常量常量BRh磁镜磁镜磁瓶磁瓶注:注:平行磁场方向的速度分量较大的粒子,可能平行磁场方向的速度分量较大的粒子,可能 从两端逃逸出去从两端逃逸出去现在学习的是第6页,共62页7-6-2 电磁场控制带电粒子运动的实例1 1 1 1、速度选择器、速度选择器、速度选择器、速度选择器Fm +-E+vFe现在学习的是第7页,共62页2.2.2.2.汤姆孙实验汤姆孙实验汤姆孙实验汤姆孙实验 电子动能:电子动
4、能:现在学习的是第8页,共62页电子束打在屏幕中央的条件:电子束打在屏幕中央的条件:电子的比荷:电子的比荷:电子的质量:电子的质量:现在学习的是第9页,共62页3.3.3.3.霍耳效应霍耳效应霍耳效应霍耳效应 B 1879 1879年,霍尔(年,霍尔(E.H.HallE.H.Hall,185518551936 1936)发现,把)发现,把一载流导体放在磁场中时,如果磁场方向与电流方向垂一载流导体放在磁场中时,如果磁场方向与电流方向垂直,则在与磁场和电流两者垂直的方向上出现横向电势直,则在与磁场和电流两者垂直的方向上出现横向电势差。这一现象称为差。这一现象称为霍耳效应霍耳效应,这电势差称为,这电
5、势差称为霍耳电势霍耳电势差差。+-V1V2II现在学习的是第10页,共62页动态平衡时:动态平衡时:xyzV-II+-dbB-vFeFm现在学习的是第11页,共62页RH 称为称为霍耳系数霍耳系数 霍耳系数霍耳系数RH 与载流子密度与载流子密度n成反比。在金属中,由于成反比。在金属中,由于载流子密度很大,因此霍耳系数很小,相应霍耳效应载流子密度很大,因此霍耳系数很小,相应霍耳效应也很弱。而在一般半导体中,载流子密度也很弱。而在一般半导体中,载流子密度n 较小,因此较小,因此霍耳效应也较明显。霍耳效应也较明显。令:令:如果载流子带正电荷,则如果载流子带正电荷,则霍尔效应的现代应用霍尔效应的现代应
6、用测试半导体的类型测试半导体的类型n型型 电子导电电子导电p型型 空穴导电空穴导电测磁场:目前测磁场常用的高斯计;测磁场:目前测磁场常用的高斯计;可计算载流子浓度;可计算载流子浓度;现在学习的是第12页,共62页BI+BI+P型半导体型半导体载流子为载流子为带正电的空穴带正电的空穴 n型半导体型半导体载流子为载流子为电子电子电子电子判断半导体类型:判断半导体类型:现在学习的是第13页,共62页4.4.4.4.质谱仪质谱仪质谱仪质谱仪质谱仪是研究物质同位质谱仪是研究物质同位素的仪器。素的仪器。RN:为粒子源:为粒子源P:为速度选择器:为速度选择器 +-P N B现在学习的是第14页,共62页7.
7、7 7.7 磁场对载流导线的作用磁场对载流导线的作用7-7-1 载流导线在磁场中受的力电流元中的电子数电流元中的电子数 nSdl作用在电流元上的作用力:作用在电流元上的作用力:+BFLIvF现在学习的是第15页,共62页安培定律安培定律 :安培力:安培力:磁场对电流的作用力磁场对电流的作用力安培力的基本计算公式:现在学习的是第16页,共62页例例1.计算长为计算长为L的载流直导线在均匀磁场的载流直导线在均匀磁场B中所受的力。中所受的力。IB解:现在学习的是第17页,共62页B例例2.有一半径为有一半径为R 的半圆形导线,通有电流的半圆形导线,通有电流I,它处于一磁感应,它处于一磁感应强度为强度
8、为B 的匀强磁场之中。求:安培力。的匀强磁场之中。求:安培力。dFyxORId dlI解:解:现在学习的是第18页,共62页rxI2I1例例3.3.无限长直载流导线通有电流无限长直载流导线通有电流I I1 1,在同一平面内有长在同一平面内有长为为L L的载流直导线,通有电流的载流直导线,通有电流I I2 2。(如图所示)求:长为如图所示)求:长为L L的导线所受的磁场力。的导线所受的磁场力。解:dxxldFdl现在学习的是第19页,共62页aI I1I2平行电流间的相互作用平行电流间的相互作用单位长度受力:单位长度受力:dF12dl1B2dF21dl2B1现在学习的是第20页,共62页电流强度
9、单位:电流强度单位:电流强度单位:电流强度单位:“安培安培安培安培”的定义的定义的定义的定义设:I1=I2=1 A,a=1 m单位长度导线受到的磁力:单位长度导线受到的磁力:aI I1I2F12F21 两平行长直导线相距两平行长直导线相距1m,通过大小相等的电流,如果,通过大小相等的电流,如果这时它们之间单位长度导线受到的磁场力正好是这时它们之间单位长度导线受到的磁场力正好是2 10-7 Nm时,就把两导线中所通过的电流定义为时,就把两导线中所通过的电流定义为“1安培安培”。现在学习的是第21页,共62页求下列电流之间的相互作用:求下列电流之间的相互作用:现在学习的是第22页,共62页7-7-
10、2 载流线圈在磁场中所受的磁力矩IIIIbl2 acdl1F1F2FadFbcB结论:结论:平面载流线圈在均匀平面载流线圈在均匀磁场中所受的安培力的矢量磁场中所受的安培力的矢量和为零和为零。现在学习的是第23页,共62页磁场对线圈作用的磁力偶矩大小:磁场对线圈作用的磁力偶矩大小:为线圈面积为线圈面积 N匝线圈:匝线圈:线圈磁矩线圈磁矩:线圈所受磁力偶矩:线圈所受磁力偶矩:注意:注意:上式对均匀磁场中任意形状的平面载流线圈上式对均匀磁场中任意形状的平面载流线圈都适用。都适用。力偶臂力偶臂:IIIIbl2 acdl1F1F2B现在学习的是第24页,共62页讨论:讨论:(1)=0 时,时,M=0 ,
11、线,线圈处于稳定平衡状态。圈处于稳定平衡状态。(2)=90 时,时,M=Mmax=NBIS(3)=180 时,时,M=0 ,线,线圈处于非稳定平衡状态。圈处于非稳定平衡状态。力矩力矩M最大最大.力矩力矩M最小最小 现在学习的是第25页,共62页非稳定平衡非稳定平衡稳定平衡稳定平衡磁力矩总是使线圈或偶极子转向外磁力矩总是使线圈或偶极子转向外磁场方向,与此类似,电偶极子在磁场方向,与此类似,电偶极子在 电场中受到力矩使其转向电场方向。电场中受到力矩使其转向电场方向。3 平面线圈在磁场中的几种情况平面线圈在磁场中的几种情况2 无论线圈什么形状,均匀磁场对它的作用只取无论线圈什么形状,均匀磁场对它的作
12、用只取 决于决于m,m相同的线圈受相同的线圈受B的作用完全相同。的作用完全相同。现在学习的是第26页,共62页BF1、载流直导线在匀强磁场中移动时的功载流直导线在匀强磁场中移动时的功 xlII现在学习的是第27页,共62页2.2.载流线圈在磁场中转动时磁场力的功载流线圈在磁场中转动时磁场力的功力矩的功:力矩的功:磁力矩:磁力矩:F2F1B现在学习的是第28页,共62页BI例例4.有一半径为有一半径为R的闭合载流线圈,通过电流的闭合载流线圈,通过电流I。今把它放。今把它放在均匀磁场中,磁感应强度为在均匀磁场中,磁感应强度为B,其方向与线圈平面平,其方向与线圈平面平行。求:(行。求:(1)以直径为
13、转轴,线圈所受磁力矩的大小和方)以直径为转轴,线圈所受磁力矩的大小和方向。(向。(2)在力矩作用下,线圈转过)在力矩作用下,线圈转过90,力矩做了多少功?,力矩做了多少功?现在学习的是第29页,共62页法一:法一:线圈转过线圈转过9090时,磁通量的增量为:时,磁通量的增量为:BI现在学习的是第30页,共62页BI法二法二作用力方向作用力方向垂直于线圈平面朝外垂直于线圈平面朝外RdlrM现在学习的是第31页,共62页力矩的功:力矩的功:力矩:力矩:现在学习的是第32页,共62页7.8 7.8 磁介质磁介质7-8-1 物质的磁性 当一块介质放在外磁场中将会与磁场发生相互作用,产生一种所谓的“磁化
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 稳定 磁场
限制150内