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通电直导线的磁场图 通电直导线右手定则

通电直导线形成电场是什么样的?

带电直线所形成的磁场:带电直线磁场的磁感应线是以导线上的每一点为圆心的一组同心圆。

如下图所示:

关于通电直导线周围磁场的磁感线分布,下列示意图正确的?

A.当右手伸出,拇指方向为当前方向时,四个手指的环绕方向为逆时针方向。因此,a是正确的;B.当右手伸出时,拇指方向是当前方向,然后四个手指围绕戒指方向是逆时针方向。图中是顺时针方向,所以B是错的;C、绕直线的磁感应线应该是一系列同心圆,所以C是错的;D、绕直线的磁感应线应该是一系列同心圆,所以C是错的;D、磁感应线应该是一系列同心圆,所以D是错误的;因此:a

理论上,环形磁场可以聚焦粒子。问题是,根据安培定理,如果你想产生一个环形的静磁场,你需要一个电流通过中间。中间是电子束的方向,所以我们不能用电线产生的圆形磁场来聚焦它。在实际应用中,利用四极磁铁产生的四极磁场来聚焦粒子束。四极磁场的形状如下图所示。这种磁场结构将聚焦在一个方向上,散焦在垂直于它的方向上。根据光学原理,凸透镜和凹透镜的组合可以等效为凸透镜。所以我们可以通过改变前后四极磁铁的极性来聚焦两个方向。所以粒子加速器使用四极磁场来聚焦。然而,圆形磁场并非不可能使用。根据安培定理,除了电流外,通过改变电场可以产生磁场。这是一个圆柱形的空腔。圆柱腔最简单的振型是TM010模。TM010模的电场只有纵向分量(z方向),磁场只有角分量(θ方向)。如果粒子在正确的时间从中心轴穿过空腔,粒子可以在加速时聚焦。如果我们把几个谐振器排成一排,让粒子依次通过,我们将形成一个驻波直线加速器。这种加速器可以同时加速和聚焦。

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