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磁场对运动电荷的作用
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磁场对运动电荷的作用
一、洛伦兹力
荷兰物理学家洛仑兹从实验总结出运动电荷所受到的磁场力其大小和方向可用下式表示
安培力的微观本质
是运动电荷受到的磁场力的集体宏观表现
因此,
( )
3
(1) fm ⊥(u,B) 所组成的平面。
fm 对运动电荷不做功.
(2)关于正负电荷受力方向
(3) 电荷在电场和磁场运动时，受的合力：
电场力
磁场力
——洛仑兹关系式
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二、带电粒子在匀强磁场中的运动(忽略重力)
1.粒子速度
2.粒子速度
u0
u0
fm=qu0 B
回转半径
回转周期
回转频率
T和u与R及速度无关
( )
5
3.粒子速度 与 成θ角
θ
回转半径
回转周期
螺距
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三、霍耳效应
1879年，年仅24岁的美国物理学家霍耳首先发现，
在匀强磁场中，宽度为b，厚度为d片状金属导体，当通有与磁感应强度B的方向垂直的电流I时，在金属片两侧出现电势差UH，如图示，此种效应称为霍耳效应，电势差UH称为霍耳电势差
B
I
U1
U2
d
b
RH---霍耳系数
实验表明：
UH与导体块的宽度b无关
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带负电的载流子的金属导体为例
I
M
N
霍耳系数的微观解释
附加电场 EH:
平衡时
电流强度为
讨论：
（1） = /2，线圈平面与磁场方向相互平行，力矩最大。
（2） =0，线圈平面与磁场方向垂直，力矩为零，线圈处于平衡状态。
（3） = ，线圈平面与磁场方向相互垂直，力矩
为零，但为不稳定平衡， 与 反向，微小扰动，
磁场的力矩使线圈转向稳定平衡状态。
综上所述，任意形状不变的平面载流线圈作为整体在均匀外磁场中，受到的合力为零，合力矩使线圈的磁矩转到磁感应强度的方向。
磁场对载流线圈的作用
I
B
例 半径R=0.10m,电流I=10mA的半圆形闭合线圈放在B=0.5T的均匀磁场中,磁场方向与线圈平面平行.求线圈所受磁力矩;
解：
磁场力做功（平动、转动）
磁电式电学仪表的基本原理
N
S
当电流通过线圈时，线圈受到磁力矩的作用而发生转动.无论线圈转到什么位置，线圈平面的法线总是和线圈所在处的磁场方向垂直，因此，线圈所受的磁力矩M的大小是不变的，即
当线圈发生偏转时，在线圈两端的游丝会发生形变而产生一个反力矩M′，反力矩的大小与线圈转过的角度φ成正比，即

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