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螺线管的磁场
1、螺线管通电后,螺线管的每一匝都会产生磁场,磁场的方向如图(上)中的圆形箭头所示。那么,在相邻的两匝(相当于电流方向相同的两条直导线)之间的位置,由于磁场方向相反,总的磁场相抵消;而在螺线管内部和外部,每一匝线圈产生的磁场互相叠加起来,最终形成了如图(下)所示的磁场形状。
2、简单的分析思路:由系统的平移对称性知MP和ON段上磁场相等,而在这两段上积分的方向相反,所以MP和ON段积分之和为0.可以取MP和ON无限长,那么PO段就在无穷远处,无穷远处的磁场“显然为零”,因此PO段上的积分为0。
3、该螺线管内部的磁感应强度为5×10-3T。通电螺线管内部的磁感线比外部的磁感线分布较密,所以内部的磁感应强度比较大,电动机和磁电式电流表等都是利用通电线圈在磁场中受到安培力的作用下工作的,当需要的磁场不太强时,由于亥姆霍兹线圈具有开敞性质,很容易将其他实验仪器或样品置入或移出。
4、通电螺线管外部的磁感线是从螺线管的北极发出并回到南极。但是,在通电螺线管内部的磁场方向是从螺线管的南极指向北极。通电螺线管对外相当于一个条形磁铁。通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似。通电螺线管绕线方法 找准起点 起点非常重要,如果第一根线画错了,那么答案正好相反。
5、通电螺线管的磁场是由安培定律来描述的。安培定律是一条关于电流和磁场之间关系的基本定律,它指出,电流在导线中流动时会产生一个环绕导线的磁场,其大小和方向由电流和导线的几何形状决定。具体而言,在通电螺线管中,当电流通过导线时,导线中的电子会受到电磁力的作用而产生环绕导线的磁场。
6、内部距中心r处磁场强度是Ir/(2πR^2) ,外部距中心r处磁场强度是I/〔2πr 〕。导体内外的磁场强度都与磁化电流成正比,在导体内,中心处为零,离中心越近,磁场越小,越靠近外壁磁场越大,而在导体外,离导体中心距离越大,磁场就越小,在导体表面磁场强度为最大。
为什么螺线管中的磁场是零?
因为长直通电螺线管内部磁感线方向与长直通电螺线管外部的方向相反。一上一下,相互抵消,所以靠近长直通电螺线管处的磁场为零。
螺线管内部四周产生的都是同性的磁场介质,所以互相产生相斥,致使内部磁场是均匀的。
实际上,通电螺线管外部的磁场等于零并非真正为0,是因为磁场足够小,接近于0,只有无限长的通电螺线管外部的磁场才等于零。原因如下:根据对称性发现,螺线管外无径向场,因为会违反无源场的特性,所以环螺线管磁通量不为零。
垂直于轴线方向磁场的线积分为0,是因为B垂直于dl(即积分路径)。
从而假设存在B=/0时,DE整体环量不为零,然根据安培环路定理,环路内电流不变,环路整体环量不变,而其他边也未变,要使DE整体环量改变遵循安培环路定理,必然使B=0。又由于环路可以任取,DE上改变的点也可以任取,因而无限长通电螺线管外部磁场必然处处为零。
因为螺线管内的磁场向着一个方向,而螺线管外的则向着另一个方向,磁场的数值又不能突变,所以,在外侧管壁处磁场为零,在大学里,可以由安培环路定则推出。
通电螺线管的磁场外侧壁磁感应强度为什么为零
1、谁说是零,那里不等于零,可以实验验证,你在通电螺线管外侧壁处放个小磁针看一下,它受到磁场力的,说明磁感应强度不为零。
2、实际上,通电螺线管外部的磁场等于零并非真正为0,是因为磁场足够小,接近于0,只有无限长的通电螺线管外部的磁场才等于零。原因如下:根据对称性发现,螺线管外无径向场,因为会违反无源场的特性,所以环螺线管磁通量不为零。
3、因为螺线管内的磁场向着一个方向,而螺线管外的则向着另一个方向,磁场的数值又不能突变,所以,在外侧管壁处磁场为零,在大学里,可以由安培环路定则推出。
4、螺线管密绕,没有漏磁,磁场不会从侧面出来。
5、因为此时相当于一个条形磁铁两端是磁感应强度大的地方,而中间极弱。
6、螺线管内部四周产生的都是同性的磁场介质,所以互相产生相斥,致使内部磁场是均匀的。
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