大学物理磁力章节复习资料
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大学物理下磁场部分总结资料
1 Wm LI 2 2
求出另一
磁场能量密度 磁场能量
B 1 1 2 wm H BH 2 2 2
2
Wm wm dV
V
V
B2 dV 2
电磁场与电磁波小结
1.位移电流 为了使安培环路定理具有更普遍的意义,麦克斯韦提
出位移电流假设。
2. 麦克斯韦方程组
(1) D d S q dV S V B (3) E d l t d S L S
由电流I1产生的通过在矩形abcd的磁通量：
由右手螺旋法则，电流I1、I 2在矩形部分产生的磁场 方向都是垂直纸面向外
总 2 2 ln 3 106 Wb 2.2 10 6 Wb
例2：
在半径为R的圆柱形空间中存在着均匀磁场，B 的方向与柱的轴线平 行。如图所示，有一长为l 的金属棒放在磁场中，设B随时间的变化率 为常量。试证：棒上感应电动势的大小为 B
3. 载流线圈的磁力矩 M Pm B
4.磁通量
n
I
m B dS BdS cos
1、毕奥-萨伐尔定律 真空中一个电流元Idl ，在相对于该电流元位矢为r的位置
0 Idl r 所产生的磁感应强度dB为dB 4 r 3 0 4 107 H m 1 , 为真空磁导率。dB的方向沿Idl r 方向。
i
M
p
V
m
在各向同性磁介质中
M xm H
(2)磁场强度矢量 (是辅助物理量)
磁通量 m BdS cos B dS
S S
dB
4
0 qv r
r3
载流平面线圈在均匀磁场B 中受到磁力矩的作用 M Pm B 式中 Pm NISn 为线圈的磁矩 运动电荷在外磁场中受 到的磁力： f qv B
求出另一
磁场能量密度 磁场能量
B 1 1 2 wm H BH 2 2 2
2
Wm wm dV
V
V
B2 dV 2
电磁场与电磁波小结
1.位移电流 为了使安培环路定理具有更普遍的意义,麦克斯韦提
出位移电流假设。
2. 麦克斯韦方程组
(1) D d S q dV S V B (3) E d l t d S L S
由电流I1产生的通过在矩形abcd的磁通量：
由右手螺旋法则，电流I1、I 2在矩形部分产生的磁场 方向都是垂直纸面向外
总 2 2 ln 3 106 Wb 2.2 10 6 Wb
例2：
在半径为R的圆柱形空间中存在着均匀磁场，B 的方向与柱的轴线平 行。如图所示，有一长为l 的金属棒放在磁场中，设B随时间的变化率 为常量。试证：棒上感应电动势的大小为 B
3. 载流线圈的磁力矩 M Pm B
4.磁通量
n
I
m B dS BdS cos
1、毕奥-萨伐尔定律 真空中一个电流元Idl ，在相对于该电流元位矢为r的位置
0 Idl r 所产生的磁感应强度dB为dB 4 r 3 0 4 107 H m 1 , 为真空磁导率。dB的方向沿Idl r 方向。
i
M
p
V
m
在各向同性磁介质中
M xm H
(2)磁场强度矢量 (是辅助物理量)
磁通量 m BdS cos B dS
S S
dB
4
0 qv r
r3
载流平面线圈在均匀磁场B 中受到磁力矩的作用 M Pm B 式中 Pm NISn 为线圈的磁矩 运动电荷在外磁场中受 到的磁力： f qv B
大学物理电磁学复习内容
一 基本要求 1 掌握磁感应强度的定义及其物理意义。 2 掌握毕奥－萨伐定律，并能运用它计算几何形状简单的载 流导体产生的磁场分布。 3掌握磁感应线和磁通量的物理意义，能计算简单非均匀磁 场中某回路所包围的磁通量。 4 了解并能计算运动电荷产生的磁场。 5 了解安培环路定理的物理意义，并能用它计算一些特殊情
内容提要
1 静电场中电介质的极化：非极性分子的位移极化和极性分子
的取向极化。
2极化强度矢量 P
pi
V
3极化电荷面密度 P en
4 电位移的定义式 D 0E P
各向同性均匀介质
P 0eE 0 r 1E
D 0r E E
5 电介质中的高斯定理： S D dS q0 ；
6静电场的能量密度 1 D E 2
电流强度 I dq dt
电流密度
J
dI
nˆ
dt
J
v
I S j dS
2
电流的连续性方程：
j
dS
dq dt
3 4
稳恒电流的条件： j dS 0
欧姆定律及其微分形式：欧姆定律
I
U R
微分形式
焦尔－楞次定律及其微分形式： Q I 2 Rt IUt
j
U2
t
E
微分形式 p E 2 （p称为功率密度）；
B dl
L
0
Ii
5 安培力公式：微分形式 dF Idl B
积分形式 F Idl B
线6圈运的动磁电矩荷产pm生的IS磁；感线应圈强在度外磁B场中4所0 q受vr的2 r合ˆ 力矩 M m B
7 运动电荷在外磁场中所受的和外力 F q v B
8 磁介质的磁化 ：顺磁质 抗磁质 铁磁质的分类
内容提要
1 静电场中电介质的极化：非极性分子的位移极化和极性分子
的取向极化。
2极化强度矢量 P
pi
V
3极化电荷面密度 P en
4 电位移的定义式 D 0E P
各向同性均匀介质
P 0eE 0 r 1E
D 0r E E
5 电介质中的高斯定理： S D dS q0 ；
6静电场的能量密度 1 D E 2
电流强度 I dq dt
电流密度
J
dI
nˆ
dt
J
v
I S j dS
2
电流的连续性方程：
j
dS
dq dt
3 4
稳恒电流的条件： j dS 0
欧姆定律及其微分形式：欧姆定律
I
U R
微分形式
焦尔－楞次定律及其微分形式： Q I 2 Rt IUt
j
U2
t
E
微分形式 p E 2 （p称为功率密度）；
B dl
L
0
Ii
5 安培力公式：微分形式 dF Idl B
积分形式 F Idl B
线6圈运的动磁电矩荷产pm生的IS磁；感线应圈强在度外磁B场中4所0 q受vr的2 r合ˆ 力矩 M m B
7 运动电荷在外磁场中所受的和外力 F q v B
8 磁介质的磁化 ：顺磁质 抗磁质 铁磁质的分类
大学物理期末复习磁学部分
•磁感应线是环绕电流的无头尾的闭合曲线，无起点无终点； •磁感应线不相交。 •磁感应线与电流成右手关系
二、磁通量 磁场的高斯定理
(一) 磁通量 1.定义:通过磁场中某一曲面的磁感应线
的数目，定义为磁通量，用Ф表示。
2、计算（先考虑匀强场中的平面） b. S 跟B成 角 a. S垂直B
m BS
4
R
1 5 Pm kR 5
方向：垂直盘面向外
M Pm B
1 M kR 5 B 所以大小 5
方向 向上
圆弧形电流在圆心处的磁场是什么结果？
I
B0 2 R 2
0 I
o
R
方向： 注：仍可由右手螺旋法则或毕萨定律判 定方向！
思考其它几种典型电流激发的磁场
（1） R I
B0
0 I
4R
（3）
o （2） I
R
0 I BA 4π d
d *A
R1
R2
I
B0
o
0 I
8R
（4） I
B
n B
n
（二）磁场的高斯定理
1、内容
通过任意闭合曲面的磁通量必等于零。
B dS 0
2、解释
S
磁感应线是闭合的，因此 有多少条磁感应线进入闭 合曲面，就一定有多少条 磁感应线穿出该曲面。
S
B
B
3、说明
•磁场是无源场； 电场是有源场 •磁极相对出现，不存在磁单极； 单独存在正负电荷 人类对磁单极的探寻从未停止，一旦发现磁单极，将 改写电磁理论。
•受力情况
F3
M
I
P
N F4
二、磁通量 磁场的高斯定理
(一) 磁通量 1.定义:通过磁场中某一曲面的磁感应线
的数目，定义为磁通量，用Ф表示。
2、计算（先考虑匀强场中的平面） b. S 跟B成 角 a. S垂直B
m BS
4
R
1 5 Pm kR 5
方向：垂直盘面向外
M Pm B
1 M kR 5 B 所以大小 5
方向 向上
圆弧形电流在圆心处的磁场是什么结果？
I
B0 2 R 2
0 I
o
R
方向： 注：仍可由右手螺旋法则或毕萨定律判 定方向！
思考其它几种典型电流激发的磁场
（1） R I
B0
0 I
4R
（3）
o （2） I
R
0 I BA 4π d
d *A
R1
R2
I
B0
o
0 I
8R
（4） I
B
n B
n
（二）磁场的高斯定理
1、内容
通过任意闭合曲面的磁通量必等于零。
B dS 0
2、解释
S
磁感应线是闭合的，因此 有多少条磁感应线进入闭 合曲面，就一定有多少条 磁感应线穿出该曲面。
S
B
B
3、说明
•磁场是无源场； 电场是有源场 •磁极相对出现，不存在磁单极； 单独存在正负电荷 人类对磁单极的探寻从未停止，一旦发现磁单极，将 改写电磁理论。
•受力情况
F3
M
I
P
N F4
大学物理-磁力Magnetic Force
13
1998年诺贝尔物理学奖获得者之一——崔琦
美籍华人 Daniel C. Tsui 1939 生于河南 分数量子霍尔效应 崔琦和施特默1982 1998’Nobel Prize
14
§5.5 安培力 Ampere Force ——磁场对载流导线的作用力
dF Idl B
1.均匀磁场中
Idl B
带电粒子在均匀磁场中的运动：
① v // B ②v B ③一般情形
18
⒊霍尔效应 ——在磁场中，载流导体上会出现横向(与 电流方向垂直)电势差
产生机制：
B
b +Q
Fm
q v UH
Fe
Q
I
19
⒋安培力：dF Idl B
⑴均匀磁场中： ①载流导线
Idl
B
L
b lab
I
B
a
F Ilab B
——匀速圆周 运动半径
——与速度大 小无关
——螺旋运动
5
2.带电粒子在非均匀磁场中的运动
q
F
F 有指向磁场较弱方向 B 的分量, q 将被反射。
——磁镜效应
v B F 三者空间关系要想象
应用：磁约束 Ｉ
(人工核聚变)
6
~
B
7
天然磁约束——Van Allen辐射带：
p 地球
第一辐射带：质子 (h～几千km)
与 I 方向成右手螺旋关系
I
n0
S 面积 16
N匝载流线圈的磁矩： pm NISn 0
2.非均匀磁场中的安培力：F Idl B L
Note: 在非均匀磁场中，载流线圈所受磁力 一般不为零
大学物理磁场复习1
θ
O 如图：两段共心圆弧与半径构成闭合载流回路， 如图：两段共心圆弧与半径构成闭合载流回路，对应的圆心较 电流强度位I，两段圆弧对应的半径分别为R 为θ ，电流强度位 ，两段圆弧对应的半径分别为 1和R2，求 圆心处的磁感应强度的大小和方向。 圆心处的磁感应强度的大小和方向。
µ0Iθ 1 1 B= ( − ) 4π R R2 方向：垂直之面向外 方向： 1
I dI = dx b
µ 0 dI µ 0 I dx dB = = 2πx 2πb x
I
x
B=∫
2b
b
µ 0 I dx µ 0 I = ln 2 2πb x 2πb
b x
. P
o
dx b
方向垂直板面向里
例7-7.在半径 R =1cm 的“无限长”的半圆柱形金 在半径 无限长” 属薄片中， 自下而上通过。如图所示。 属薄片中，有电流 I =5A 自下而上通过。如图所示。试 的磁感应强度。 求：圆柱轴线上一点 P 的磁感应强度。 y 解：dI = I dl = I Rdθ = I dθ . . . dl . πR πR π . θ . I . µ 0 dI µ0 I . dθ . x dB = = dθ . R 2 . 2πR 2π R
结束
目录
2、安培环路定理 、
∫ l B . dl =µ Σ I
o
电流和回路绕行方向构成右旋关系的取正值， 电流和回路绕行方向构成右旋关系的取正值， 反之，取负值。 反之，取负值。
I
向 行方
I
向 方 绕 行
绕
r 安培环路定理可以计算对称性 对称性磁场的 安培环路定理可以计算对称性磁场的 B
v 分布的步骤： 用安培环路定理求解 B分布的步骤：
大学物理第13章磁力
=0
+
v
B
所以：F = 0 结论： 带电粒子作匀速直线运动。
2、运动方向与磁场方向垂直
F qvB
运动方程：
v qvB m R
运动半径：
2
v
R
+ F
B
答案：空穴、电子
13.3 载流导线在磁场中受的磁力
一、安培力
实验发现，外磁场对载流导线有力的作用，
这个力称为安培力。
载流导线在磁场中所受到的磁 力（安培力）的本质是：在洛伦 兹力的作用下，导体作定向运动 的电子和导体中晶格上的正离子 不断地碰撞，把动量传给了导体 ，从而使整个载流导体在磁场中 受到磁力的作用。
到由于粒子间的碰撞而被逐出为止。
被地磁场捕获的罩在地球上空的质子层和电 子层，形成范· 阿仑(Van Allen）辐射带。
范· 阿仑辐射带有两层 内层 地面上空 800 km - 4 000 km 外层 在 60 000 km 处
在地磁场的南、北两极附近由于磁感应线与地 面垂直，由外层空间入射的带电粒子可直接射入 高空大气层内。 高速带电粒子与 大气分子相互碰 撞产生的电磁辐
mv R qB
周期：
2 R 2 m T qB v
1 qB T 2 m
与速度 v 无关
频率：
结论： 带电粒子作匀速圆周运动，其周期 和频率与速度无关。
1930年狄拉 克预言自然 界存在正电 子 1932年安德 森得以验证
正电子
电子
B
铅板
显示正电子 存在的云室 照片及其摹 描图
+
v
B
所以：F = 0 结论： 带电粒子作匀速直线运动。
2、运动方向与磁场方向垂直
F qvB
运动方程：
v qvB m R
运动半径：
2
v
R
+ F
B
答案：空穴、电子
13.3 载流导线在磁场中受的磁力
一、安培力
实验发现，外磁场对载流导线有力的作用，
这个力称为安培力。
载流导线在磁场中所受到的磁 力（安培力）的本质是：在洛伦 兹力的作用下，导体作定向运动 的电子和导体中晶格上的正离子 不断地碰撞，把动量传给了导体 ，从而使整个载流导体在磁场中 受到磁力的作用。
到由于粒子间的碰撞而被逐出为止。
被地磁场捕获的罩在地球上空的质子层和电 子层，形成范· 阿仑(Van Allen）辐射带。
范· 阿仑辐射带有两层 内层 地面上空 800 km - 4 000 km 外层 在 60 000 km 处
在地磁场的南、北两极附近由于磁感应线与地 面垂直，由外层空间入射的带电粒子可直接射入 高空大气层内。 高速带电粒子与 大气分子相互碰 撞产生的电磁辐
mv R qB
周期：
2 R 2 m T qB v
1 qB T 2 m
与速度 v 无关
频率：
结论： 带电粒子作匀速圆周运动，其周期 和频率与速度无关。
1930年狄拉 克预言自然 界存在正电 子 1932年安德 森得以验证
正电子
电子
B
铅板
显示正电子 存在的云室 照片及其摹 描图
大学物理物质磁性
电子绕原子核作轨道运动——轨道磁矩
电子有自旋
——自旋磁矩
分子磁矩 —— 所有电子磁矩的总和
分子磁矩可以用一个等效的圆电流来表示。
抗磁质 Pm 0
p m
无外场作用时，对外不显磁性
I
顺磁质 Pm 0
无外场作用时，由于热运动，对外也不显
磁性
2、磁介质的磁化
顺磁质磁化机理——来自分子的固有磁矩
无外磁场： ——未磁化状态
讨论
对于各向同性 介质，在外磁场不太强的情况下 B μ 0μ rH μ H
一定条件下，可用安培环路定理求解磁场强度， 然后再求解磁感应强度。
例 一无限长载流直导线，其外包
I
围一层磁介质,相对磁导率
R1
r 1
求 磁介质中的磁感应强度
i2 '
R2
i1'
r
解 根据磁介质的安培环路定理
LHdl H2r I
加外磁场：
分子固有磁矩受外磁场的作用
分子磁矩沿外磁场方向排列
产生附加的磁场
B0
B1'
抗磁质磁化机理 ——电子轨道在外磁场作用下发生变化
无外磁场： 分子中每个的轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和 不为零， 但分子的固有磁矩等于零，所以不显磁性。
f当外场方向与P分m子(磁矩Pm方) 向相同B时0
Pm
电子轨道半径不变
10.7 物质的磁性
一、磁介质的分类
1、磁介质 能够磁化的物质称作磁介质
2、介质的磁化 电介质放入外场 E 0
磁介质放入外场 B 0
E
E0
E
'
E
E
0
B B0 B
B ' 的方向，随磁介质的不同而不同。
《大学物理》第七章 磁力S
4
磁（场）力
一、磁感应强度的定义 洛伦兹力
Fm
Fm qv B
洛伦兹力的大小
F qvB sin
q
B v
M
'
Fm 1、磁感应强度的大小 B qv sin 2、磁感应强度的方向 Fm 0
——零力线的方向 3、磁感应强度的单位
M
SI：特斯拉（T）， Gauss: 1T＝104G
2 m v/ / mv R h qB qB
h 常量
B↑
B
h↓
F
F
磁镜 磁瓶
——磁约束现象 应用： 可控轻核聚变
17
动画
地磁场： 中间弱、两极强
18
地磁场：中间弱、两极强，是天然的磁捕获器。
Charged Particle Approaching Earth
范.阿仑辐射带
S S S底
B dS
S
BdS cos
S
BS 底 ( BS底 ) 0
12
§ 7 、3
带电粒子在电磁场中的运动
—匀变速运动
B
F
一、匀强电场中的运动
二、匀强磁场中的运动
mv R qvB = m v2/R 得： qB
2 R 2 m 周期 T v qB 1 qB 频率 f T 2 m
UH B kI
25
§7.5 载流导体在磁场中受的力 一、安培力的公式 设导线所通电流强度为：I B 考虑一小段长为dl 的载流导线在磁场中的受力。 S 为方便，定义电流元： Idl （与电流同向） q 设：电流元中每个载流子 q的平均定向 v 运动速度为 v 则每个载流子所受磁力： f qv B I d l 电流元中的载流子数量： dN nSdl dF fdN 则电流元 Idl 所受的总磁场 力：
磁（场）力
一、磁感应强度的定义 洛伦兹力
Fm
Fm qv B
洛伦兹力的大小
F qvB sin
q
B v
M
'
Fm 1、磁感应强度的大小 B qv sin 2、磁感应强度的方向 Fm 0
——零力线的方向 3、磁感应强度的单位
M
SI：特斯拉（T）， Gauss: 1T＝104G
2 m v/ / mv R h qB qB
h 常量
B↑
B
h↓
F
F
磁镜 磁瓶
——磁约束现象 应用： 可控轻核聚变
17
动画
地磁场： 中间弱、两极强
18
地磁场：中间弱、两极强，是天然的磁捕获器。
Charged Particle Approaching Earth
范.阿仑辐射带
S S S底
B dS
S
BdS cos
S
BS 底 ( BS底 ) 0
12
§ 7 、3
带电粒子在电磁场中的运动
—匀变速运动
B
F
一、匀强电场中的运动
二、匀强磁场中的运动
mv R qvB = m v2/R 得： qB
2 R 2 m 周期 T v qB 1 qB 频率 f T 2 m
UH B kI
25
§7.5 载流导体在磁场中受的力 一、安培力的公式 设导线所通电流强度为：I B 考虑一小段长为dl 的载流导线在磁场中的受力。 S 为方便，定义电流元： Idl （与电流同向） q 设：电流元中每个载流子 q的平均定向 v 运动速度为 v 则每个载流子所受磁力： f qv B I d l 电流元中的载流子数量： dN nSdl dF fdN 则电流元 Idl 所受的总磁场 力：
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磁力
一、 磁场对运动电荷的作用 1 洛伦兹力定义。说明带电粒子在磁场中的运动情况； 2 解释磁聚焦现象。 二、洛伦兹力应用（一） 1 解释磁约束现象； 2 正电子的质量和电量都与电子相同，但它带的是正电荷，有一个正
电子在磁感应强度为 B 的均匀磁场中运动，其动能为 E k ，它的速度 v
与 B 成 60 角．试求该正电子所作的螺旋线运动的周期 T 、半径 R 和 螺距 h 。 三、霍尔效应 1 解释霍尔效应；并推导霍尔电压公式； 2 如图所示，一块长方形半导体样品平放在 xy 面上，其长、宽和厚度 依次沿 x 、 y 和 z 轴方向，沿 x 轴方向 有电流 I 通过，在 z 轴方向加有均匀磁场。 现测得，两侧的电势差 U AA 6.55mV ．试问 这块半导体是正电荷导电(P 型)还是负电荷 导电( n 型)半导体。 （需要解释什么是 P 型 半导体和 N 型半导体）
B
2 求载流导线受到磁力。 如图所示在均匀磁场 B 中有一段弯 曲导线 ab ，通有电流 I ,求此段导线 所受磁场力。 六、载流导线受到的磁力和磁力矩 1 一无限长直导线上通有电流 I 1 , 在其一侧放一载有电流 I 2 的直 导线 AB , AB 长为 l ，与 I 1 共面， 如图所示，且垂直于 I 1 ，近端 与 I 1 相距为 d ，若把 AB 视作刚 体，求 AB 所受的安培力。 2 上题中如果载流导线 AB 的 A 端固定且可以自由转动，试求 AB 受 到的磁力矩并说明 AB 将如何转动。 七、载流导线间的相互作用力 1 推导两根无限长直导线之间相互作用力的关系式； 给出安培的定义； 2 在无限长直线电流的磁场中,放置一个半 径为 a 、电流为 I 的载流圆环，直导线与圆 环共面且过中心，如图所示。若线电流的 磁场对圆电流的安培力为 F1 。换一个半径 为 b(b a) 的载流圆环同样放置，通以大小 及绕向相同的电流，它受到线电流磁场的 安培力为 F2 。则两次受到的安培力情况如何？
I1
A I
abLeabharlann I2B八、磁矩 1 什么是磁矩？按照经典理论，氢原子中电子绕原子核作圆周运动。 电子的电量为 e，质量为 me ，圆周半径为 R，请给出氢原子中电子作 圆周运动时的磁矩大小。 2 在一均匀磁场中，有两个面积相等、通有相同电流的线圈，一个是 正三角形，一个是圆形. 这两个线圈所受的磁力矩是否相等？所受的 最大磁力矩是否相等？所受磁场力的合力是否相等？当它们在磁场 中处于稳定位置时， 由线圈中电流所激发的线圈中心处的磁场方向与 外磁场方向是相同、相反还是相互垂直？ 九、载流线圈在均匀磁场中的磁力矩 1 载流线圈在均匀磁场中受到的磁力矩定义及推导； 2 如图所示，均匀磁场中放置一圆形线圈， 线圈中电流强度为 I ,线圈半径为 R ,磁感应 强度为 B 。试判断线圈如何运动。 如果题中线圈由图示位置旋转 90 ，磁力 是否做功？如果做功如何求？ 十、应用 1 设计一个测量地磁的实验； 2 解释为什么宇宙射线穿入地球磁场时，接近两磁极比其他地方都容 易；试解释大气电离层的形成原因。
四、洛伦兹力应用（二） 1 为了迅速熄灭开关断开时触点之间产生的电弧，常采用磁场灭弧装 置，即把开关放在磁场中（如图所示） ，试说明其原理。
2 解释利用半导体片测量磁场原理或磁流体发电机原理。 （解释其中 之一即可） 。 五、载流导线受到的磁力 1 给出载流导线在磁场中受到磁力的公式。 无限长直载流导线与一个无限长薄电流板构成闭合回路， 电流板宽为 a(导线与板在同一平面内)，求导线与电流板间单位长度的作用力大 小。
I R
B
一、 磁场对运动电荷的作用 1 洛伦兹力定义。说明带电粒子在磁场中的运动情况； 2 解释磁聚焦现象。 二、洛伦兹力应用（一） 1 解释磁约束现象； 2 正电子的质量和电量都与电子相同，但它带的是正电荷，有一个正
电子在磁感应强度为 B 的均匀磁场中运动，其动能为 E k ，它的速度 v
与 B 成 60 角．试求该正电子所作的螺旋线运动的周期 T 、半径 R 和 螺距 h 。 三、霍尔效应 1 解释霍尔效应；并推导霍尔电压公式； 2 如图所示，一块长方形半导体样品平放在 xy 面上，其长、宽和厚度 依次沿 x 、 y 和 z 轴方向，沿 x 轴方向 有电流 I 通过，在 z 轴方向加有均匀磁场。 现测得，两侧的电势差 U AA 6.55mV ．试问 这块半导体是正电荷导电(P 型)还是负电荷 导电( n 型)半导体。 （需要解释什么是 P 型 半导体和 N 型半导体）
B
2 求载流导线受到磁力。 如图所示在均匀磁场 B 中有一段弯 曲导线 ab ，通有电流 I ,求此段导线 所受磁场力。 六、载流导线受到的磁力和磁力矩 1 一无限长直导线上通有电流 I 1 , 在其一侧放一载有电流 I 2 的直 导线 AB , AB 长为 l ，与 I 1 共面， 如图所示，且垂直于 I 1 ，近端 与 I 1 相距为 d ，若把 AB 视作刚 体，求 AB 所受的安培力。 2 上题中如果载流导线 AB 的 A 端固定且可以自由转动，试求 AB 受 到的磁力矩并说明 AB 将如何转动。 七、载流导线间的相互作用力 1 推导两根无限长直导线之间相互作用力的关系式； 给出安培的定义； 2 在无限长直线电流的磁场中,放置一个半 径为 a 、电流为 I 的载流圆环，直导线与圆 环共面且过中心，如图所示。若线电流的 磁场对圆电流的安培力为 F1 。换一个半径 为 b(b a) 的载流圆环同样放置，通以大小 及绕向相同的电流，它受到线电流磁场的 安培力为 F2 。则两次受到的安培力情况如何？
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abLeabharlann I2B八、磁矩 1 什么是磁矩？按照经典理论，氢原子中电子绕原子核作圆周运动。 电子的电量为 e，质量为 me ，圆周半径为 R，请给出氢原子中电子作 圆周运动时的磁矩大小。 2 在一均匀磁场中，有两个面积相等、通有相同电流的线圈，一个是 正三角形，一个是圆形. 这两个线圈所受的磁力矩是否相等？所受的 最大磁力矩是否相等？所受磁场力的合力是否相等？当它们在磁场 中处于稳定位置时， 由线圈中电流所激发的线圈中心处的磁场方向与 外磁场方向是相同、相反还是相互垂直？ 九、载流线圈在均匀磁场中的磁力矩 1 载流线圈在均匀磁场中受到的磁力矩定义及推导； 2 如图所示，均匀磁场中放置一圆形线圈， 线圈中电流强度为 I ,线圈半径为 R ,磁感应 强度为 B 。试判断线圈如何运动。 如果题中线圈由图示位置旋转 90 ，磁力 是否做功？如果做功如何求？ 十、应用 1 设计一个测量地磁的实验； 2 解释为什么宇宙射线穿入地球磁场时，接近两磁极比其他地方都容 易；试解释大气电离层的形成原因。
四、洛伦兹力应用（二） 1 为了迅速熄灭开关断开时触点之间产生的电弧，常采用磁场灭弧装 置，即把开关放在磁场中（如图所示） ，试说明其原理。
2 解释利用半导体片测量磁场原理或磁流体发电机原理。 （解释其中 之一即可） 。 五、载流导线受到的磁力 1 给出载流导线在磁场中受到磁力的公式。 无限长直载流导线与一个无限长薄电流板构成闭合回路， 电流板宽为 a(导线与板在同一平面内)，求导线与电流板间单位长度的作用力大 小。
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