关于讲全电流定律的一些意见

我们知道,描写稳恒电流所生磁场的定律有二,其一是毕奥——沙伐——拉普拉斯定律,它说明任何电流元|d|在任何给定点P所生磁场为其二即安培环路定律,它指出在任何闭合电流所生磁场中,沿任何闭合回路的H矢量的线积分等于通过这闭合回路内各电流强度代数和的4π倍,     

镜像对称的载流导线磁场方向的分析

电磁场的对称性分析在大学物理教学中有着极其重要的地位,但是现有的大学物理教材很少给出如何利用稳恒磁场的对称性来分析磁感强度的方向.文章针对此问题应用毕奥-萨伐尔定律并结合矢量的分解更加便捷地分析了一对镜像对称的载流导线在中间面上任意点处的磁场方向:其方向必定垂直于该面.应用这一结论可以很容易判断出像密绕螺线管、直螺线管和圆柱形导线等这一类电流分布具有镜像对称的载流导线在其中间面上的磁感强度的方向.     

安培环路定理的演示装置

安培环路定理是电磁场理论的重要内容.但是在电磁学教学中,这个定理的证明不够充分.一般教材中只是对一特殊情况(无限长直载流导线)根据华奥-萨伐尔定律作出简单证明,对于任意形状栽流回路的普遍情况,由于数学上的困难,未加证明.麦克斯韦提出位移电流假设以后,又将此定理推广到变化电磁场的一般情况,得到麦克斯韦方程组的一个重要方程.鉴于安培环路定理的重要性,我们在教学中,配合讲授用演示实验加以辅助证明,显著提高了教学效果.一、基本原理 在非稳恒电流情况下,电磁场的环路定理可以表示如下:上式右端第一项 ,为穿过任意回路L的传导电流…     

关于安培环路定律

在普通物理电磁学教学中,安培环路定律是一个重要的问题。在这篇短文里,想讨论一下安培环路定律成立的条件、意义,它和毕奥-萨伐尔-拉普拉斯定律的关系,以及在教学中如何处理这个问题的意见。在稳恒电流的磁场中,通常把毕奥-萨伐尔-拉普拉撕定律视为基本实验定律(当然,不能直接用实验来证明)。它的数学表示式为(MKSA单位制)式中积分区域为任意一段载流导线,而不论它闭合与否。我们可以这样解释这个公式:它代表这段电流对磁场的贡献,但不一定是场的全部。     

能不能用安培环路定理求有限长载流导线周围的磁场?

这个问题的答案是否定的.根本的原因是安培环路定理是对稳恒电流成立的,而稳恒电流必须是闭合的(无限长载流导线则在无限远处闭合).有限长稳恒电流不能孤立存在,若考虑它不是无限长而是形成任一闭合电流的一部分,例如是正方形电流的一个边,则由于其它三边的存在,在一边周围总的磁场的分布并不具有对称性,因此不能用安培环路定理来求它所产生的磁场.有人将安培环路定理应用于有限长直线电流得出不论导线多长,其周围一点的磁场都是B= 的结果,这显然是不合理的,与由华奥-沙伐尔定律对有限长直线电流所得的结果不一致. 我们还可以由安培环路定…     

安培环路定律的推广式∮H·dl=(sum from i=1 to n)I_i-(sum from k=1 to m)(Ω_k/4π)I_k中修正项的物理意义

1980年胡昭煌指出[1].磁场中,沿任意封闭回路的中H·dl等于穿过积分路所包围的任意曲面S的电流的代数和∑Ii,加上所有电i=1流间断点的其中Ii为从S面后方穿至前方的电流取正值,反向者取负值,S面的正反面按积分路方向的右手螺旋.IK是从间断点流出的电流取正值,反向者取负值.ΩK是间断点对积分路所包围的曲面S所张的立体角,间断点在S面后方的取正值,在S面前方的取负值①. (1)式可从毕奥-沙伐尔定律导出②. 通常认为与毕一沙定律等价的磁场环路积分是安培环路定律:(3)式仅仅适用于封闭电流.(l)式比(3)式多了一个关于间断点立体角的修正项.…     

电动势、电势差和电压

1 一道物理习题的错解所引起的思考 笔者曾用这样一道物理习题测试学生:"在半径为R的闭合导体回路中有dB/dt＞0的变化磁场,磁场方向垂直纸面向里.O是涡旋电场的中心,a、b是圆周上的任意两点,用一细金属棒把a、b两点连接起来(上图),试确定a、b两点间的电压."很多学生这样回答:"a点的电势高于b点的电势,a、b两点间的电压就是金属棒ab上的电动势."     

是电势差还是电动势

我院使用的上海版大专《物理学》第七章，有三道题值得商量，其中一道如下．长直载有电流，的导线一侧的同一平面上，有一段导线MN，它与直导线的垂直方向成θ角，其尺寸与位置如图所示，当它以平行长直导线方向作匀速率v运动时，MN两点间电势差多大?哪一点电势高?     

涡流及其应用

 大块金属在交变磁场中或相对磁场运动时,在金属内会出现流线为闭合涡旋状的感应电流,该电流叫涡旋电流,简称涡流。一、涡流产生的原因由法拉第电磁感应定律知,当通过闭合回路的磁通量发生变化时,将产生感生电动势,形成感生电流。由于金属内部处处可以构成回路,当大块金属处在变化着的磁场中或相对磁场运动时,穿过金属任意回路的磁通量都可能发生变化,在磁通量变化过程中,金属块内将产生感应电流,这种电流的流线在金属块内自行闭合,形成涡流。     

安培环路定理的证明

在很多电磁学的教科书里,都是用无穷长直载流 导线的特例,得出安培环路定理,然后说这个定理是 普遍成立的,但不作证明.这是因为,要在一般情况 下证明安培环路定理,颇为费事,只有在深一些的电 磁学书里才讲到.通常有三种证明方法.第一种是磁壳法[1,2,3,4],把载有电流的闭合回路看成磁壳(磁偶 极层),用单位磁荷在空间走一个闭合环路时磁场力作 的功导出安培环路定理.第二种是矢位法[5.6,7],先求 出电流密度j产生的矢位A, 然后根据磁感强度B与矢位A的关系和矢量分析的公式,得出再考虑磁介质的影响,引入磁场强度H的定义,然后便得出安培环路定…     

<电磁学>自学辅导材料(四) ——电磁感应和暂态过程

1电磁感应的两个实验定律一、楞次定律 此定律回答闭合导线回路中感应电动势的方向问题,其表述为:感应电流的磁通总是力图阻碍引起感应电流的磁通的变化。 用楞次定律判断感应电动势方向的“四步法”, 1.确定原磁通的方向. 2.确定原磁通的增减. 3.用楞次定律确定感应电流的磁通的方向,即:增时,与反向;减时,与同向. 4.确定感应电流的方向(即感应电动势的方向):感应电流的方向与成右手螺旋关系. 例:如图1所示,当矩 形线图向古运动时,确定 线圈中感应电动势方向. 我们看到:原磁通方 向垂直纸面向里,而且当 线圈运动时,减小,由楞 次定律可判断感…     

略论测温热电堆

略论测温热电堆郑国良（上海市杨浦区业余大学２０００９３）一、引言把两种不同金属材料导线两端连接在一起，构成闭合环路，当两接点有温差时，则在此回路中存在一个与温差成单调关系的电动势．如固定一个接点温度不变，则可以测量此回路中的电动势，定出另一接点的温度...     

电流在磁场中的受力及运动

安培定律是研究任意形状载流导线在磁场中受力问题的基础,安培力作为通电导线所受的外力参与受力分析,产生了通电导体在磁场中的平衡、加速和做功问题.对物体进行受力分析时,注意安培力大小和方向的确定.     

直接计算载流密绕直螺线管任一点的磁场

本刊在84年11期上刊登了“论证安培环路定律的两点补充”一文.该支引用了参考文献[1]中的结果,即载流密绕宜螺线管内的磁感应强度为　0nI,管外为零,从而得出包围国电流时安培环路定律　B·dl=u0∑I亦正确.但[1]用毕奥-萨伐尔定律只计算直螺线管轴线上的磁场,管内任一点和管外的磁场则是在忽略轴向电流的近似条件下由磁感应线推理求得的.显然,利用这个结果去论证安培环路定律是欠严格的.本文介绍一个直接计算载流密绕直螺线管任一点的磁场的方法. 设螺线管的半径为a,其轴线沿z轴,单位长度的匝数为u,每匝的电流为I,源点(a、θ’、z’)处的电…     

匀强磁场中任意刚性导线的动生电动势

匀强磁场中导体做切割磁感线运动而产生的动生电动势公式E =B L v只适用于特定情形. 如何将其 推广是一个热点话题. 本文以导线微元动生电动势的一般公式和刚体运动特征为起点, 将动生电动势公式推广到 直导线的任意运动以及任意形状的刚性导线的任意运动情形, 得到了3条结论, 并对它们进行了证明     

稳恒电流中能量守恒与转化定律的普遍形式

一　问题的提出 当我们进行基尔霍夫第二定律教学的时候可能会碰到两个问题;基尔霍夫第二定律与欧姆定律的关系如何和该定律的正负号规定法则的由来或依据是什么?围绕着这两个问题,探找了稳恒电流中有关能量守恒与转化的问题,现介绍如下.二　存在一个关于能量守恒与转化的普遍式 如所周知,热力学第一定律是说[1]:如果系统由某一状态经过任意过程到达另一状态,则其内能的增加等于在这过程中外界对系统所做的功和系统吸热的总和.即稳恒电流的条件要求任何参量都不随时间变化,因而电荷作稳定的流动以及回路导线内的电场E满足位场的条件。现在…     

一类载流导线在特殊点磁感强度的计算方法

1 问题的提出 在电磁学[1]中,利用毕奥-萨伐尔定律可以求出一些规则载流导线周围的磁感强度分布,如载流长直导线周围任一点、圆形载流导线轴上某点的磁感强度.但对于其他特殊几何形状的载流导线,要计算其中某点的磁感强度一般来说比较复杂[2].本文对一类载流导线在特殊点的磁感强度的计算做较详细的讨论.     

法拉第电磁感应定律的理解和应用

为了表述电磁感应定律,设在ｔ１时刻穿过导线回路的磁通量是φ１,在ｔ２时刻穿过导线回路的磁通量是φ２,在△ｔ＝ｔ２－ｔ１时间内穿过回路磁通量的变化是△φ＝φ２－φ１,磁通量的变化率反映了磁通量变化的快慢和趋势．１法拉第电磁感应定律 公式：式中φ用Ｗｂ,ｔ用Ｓ,的单位是Ｖ,式中的负号代表感应电动势的方向． 感应电动势和磁通量是标量,它们的正负都是相对于某个正方向而言的．所谓正方向是人为约定的,用以与实际方向作比较的． 因为的正方向是选取回路的绕行方向,而磁通量选取的正方向是曲面的法线方向．这里就有了两…     

求感应电动势习题中的一个普遍疏忽

几乎所有的物理教材中,都编入了下面一道题。如8所示,导体回路abcd,处于匀强磁场B中,设导线ab的长度为L,当ab以匀速率。肉右运动时,求回路中的感应电动势　i?各书所给的答案都是 　i=BLv。 根据题意,上述答案是欠妥的.当导线ab以匀速率向右运动时,导体回路中产生了感生电流,感生电流也要激发磁场.因此,空间各点不仅存在着匀强磁场B,而且还存在着感生电流的磁场Bi,空间各点的总磁场B总=B Bi,而上述答案是认为回路中有了感生电流后空间各点的磁场仍为B而得到的,这显然是欠妥的.从原则上说,根据法拉第电磁感应定律总能求得此题的精确结果.…     

对电流间相互作用实验的改进

人教版高中物理教材“磁场”一章中,安排了一个名为“电流之间通过磁场发生相互作用”的演示实验,其实验方法是：在支架上平行的固定两条直导线,当通以相同方向的电流时,两导线相互吸引;当通以相反方向的电流时,两导线相互排斥．