磁场 磁感应强度.ppt

例9.4　载有电流I的半圆形闭合线圈，半径为R，放在均匀的外磁场B中，B的方向与线圈平面平行.(1)求此时线圈所受的力矩大小和方向；(2)求在这力矩作用下，当线圈平面转到与磁场B垂直的位置时，磁力矩所做的功. 解(1)线圈的磁矩 在图示位置时，线圈磁矩Pm的方向与B垂直. §9.3 磁场对载流导线的作用 线圈所受磁力矩大小为 磁力矩M的方向由Pm×B确定，垂直于B的方向向上. (2)计算磁力矩做功. 用积分计算: §9.3 磁场对载流导线的作用 一、洛仑兹力 电流元 磁场对运动电荷作用的力f称为洛仑兹力. + 带电粒子在电场和磁场中受的合力 (方向与 ×B的方向一致) §9.4 磁场对运动电荷的作用 §9.4 磁场对运动电荷的作用 1.磁场中某点处的磁感应强度为 ,一电子以速度 通过该点，则作用于该电子上的磁场力 为______________。（ ） 2.在非均匀磁场中，有一电荷为 的运动电荷。当电荷运动至某点时，其速率为 ，运动方向与磁场方向间的夹角为 ，此时测出它所受的磁力为 。则该运动电荷所在处的磁感强度的大小为 。磁力 的方向一定垂直于 。 垂直于运动电荷速度矢量与该点磁感强度矢量所组成的平面 二、带电粒子在匀强磁场中的运动 有一匀强磁场，磁感应强度为 ，一电量为q，质量为m的粒子以速度 进入磁场 讨论 (1) 与 平行或反平行 带电粒子仍作匀速直线运动，不受磁场的影响. §9.4 磁场对运动电荷的作用 (2) 轨道半径 回旋 频率 §9.4 磁场对运动电荷的作用 3.带电粒子沿垂直于磁感线的方向飞入有介质的匀强磁场中。由于粒子和磁场中的物质相互作用，损失了自己原有动能的一半。路径起点的轨道曲率半径R1与路径终点的轨道曲率半径R2之比为 。 螺距 (3) 与 斜交成θ角 周期 §9.4 磁场对运动电荷的作用 例9.5　测定离子荷质比的仪器称为质谱仪.倍恩勃立奇质谱仪原理如图所示.离子源所产生的带电量为q的离子，经狭缝S1和S2之间的加速电场加速，进入由P1，P2组成的速度选择器.在速度选择器中，电场强度为E，磁感应强度为B′.E，B′方向如图.从S0射出的离子垂直射入一磁感应强度为B的均匀磁场中.离子进入这一磁场后因受洛仑兹力而作匀速圆周运动.不同质量的离子打在底片的不同位置上，形成按离子质量排列的线系.若底片上线系有三条，该元素有几种同位素？设d1，d2，d3是底片上1,2,3三个位置与速度选择器轴线间的距离，该元素的三种同位素的质量m1，m2，m3各为多少？ §9.4 磁场对运动电荷的作用 解　如图(b)所示，在速度选择器中，带电量为q的离子受电场力fe＝qE，同时受磁场力fm＝q B′，两力方向相反。离子从S0射出速度需满足 §9.4 磁场对运动电荷的作用 离子自S0进入匀强磁场B后，作匀速圆周运动。设半径为R，则 又因为 ，代入上式得 式中B，q， 是一定的，则质量m不同的离子对应不同的圆周运动半径R，故该元素有三种同位素. §9.4 磁场对运动电荷的作用 将 分别代入 §9.4 磁场对运动电荷的作用 例9.1　半径为R的薄圆盘均匀带电，总电量为q.令此盘绕通过盘心，且垂直于盘面的轴线匀速转动，角速度为ω.求：(1)轴线上距盘心O为x的P点处的磁感应强度B；(2)圆盘的磁矩Pm. 解　(1) 在圆盘上任取一半径为r，宽度为dr的圆环，此圆环所带的电量 为圆盘的电荷面密度.当此圆环以角速度ω转动时，相当于一个面电流，其电流大小为 B的方向沿x轴正向. (2)先求圆环的磁矩dPm，其大小为 一、安培环路定理 §9.2 安培环路定理 1.定理证明 o 设闭合回路 为圆形回路（ 与 成右螺旋） 以电流为圆心的圆形回路 若回路绕向为逆时针 §9.2 安培环路定理 无限长直电流产生的磁场中，闭合曲线L与I垂直，在P点 r为P点离导线的垂直距离. B的方向在平面上且与矢径r垂直. 对任意形状的回路l §9.2 安培环路定理 电流在回路之外 §9.2 安培环路定理 如果闭合曲线L不在一个平面内 以上结论对任意形状的闭合电流（伸向无限远的电流）具有普遍性. 式中“±”号取决于积分回路绕行方向与电流方向的关系 §9.2 安培环路定理 多电流情况 §9.2 安培环路定理 安培环路定理 在真空中的稳