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。在稳恒电流的磁場中,通常把毕奥-萨伐尔-拉普拉斯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     

毕奥-萨伐尔定律的教学研究

文章主要针对普通物理教材中引入毕奥-萨伐尔定律的不足,给出我们在教学过程中的具体处理方法：用实验方法得到磁现象的电流本质;结合微积分的方法及类比的方法得出毕奥-萨伐尔定律;通过＂基本体验、发现问题、分析问题和解决问题＂的研究过程提出场的概念.该方法注重知识之间的逻辑关系,注重物理实验与理论的结合,注重物理学思想和方法的渗透.     

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。     

演示实驗三則

一、验证毕奥-萨伐尔定律毕奥-萨伐尔-拉普拉斯定律是电磁学的基本定律,它是关于电流元产生磁场的规律。一般讲解这一定律时,由于各方面的原因,不可能分析它是怎样得到的,而只是作为实验和分析的结果直接引入。然而这一定律的形式比较复     

同轴等大圆形载流线圈的磁场和磁感应线的分布

根据毕奥-萨伐尔定律求出了同轴等大圆形载流线圈的磁场分布，运用数学软件Maflab绘出了其磁感应线的分布图。     

毕奥萨伐尔定律建立的探讨

毕奥萨伐尔定律是电磁学中一个重要的定律。它是法国科学家毕奥和萨伐尔合作研究发现载流长直导线对磁极作用反比于距离的实验结果,并确定了电流对磁极作用力为横向力。该定律是由实验方法得到的,为了能够更好掌握毕萨定律的建立过程,我们尝试根据电磁场理论,应用电磁场变换的关系式推导运动电荷产生的磁场。进而得出经典物理学上的重要电磁规律---毕奥萨伐尔定律。在该条件下求出的毕萨定律,不仅适用条件清晰明了,同时为应用相对性原理解决问题做了充足准备。     

磁偶极子的远场

以载流圆环为例,用毕奥-萨伐尔定律推导出磁偶极子一类模型——电流环模型的远场.     

电流磁效应的发现以及毕奥—萨伐尔定律的确立

电流磁效应的发现揭示了电与磁的内在联系,拉开了电磁统一的序幕.毕奥—萨伐尔定律的确立,奠定了电磁理论的基础.本文所要介绍的内容是:奥斯特的发现是在什么背景下产生的,毕奥—萨伐尔定律又是怎样得到的.     

利用智能手机磁传感器测量亥姆霍兹线圈磁场

通过预实验确定智能手机磁传感器的位置后,用其测量亥姆霍兹线圈轴线的磁场分布,验证毕奥-萨伐尔定律及磁场的叠加原理,提供一种较为精确而简便的测量磁场的新方法.     

定义电磁场矢量的思想实验

通过思想实验定义电通量密度和磁场强度两个电磁场矢量,认识其物理意义.由高斯定律和安培定律 并借助实验上的库仑定律和毕奥萨伐尔定律,找出电通量密度与电场强度以及磁场强度与磁感应强度之间所必 须满足的关系     

EAST真空室内磁场模型的建立与验证

利用毕奥萨伐尔定律,通过对EAST内部等离子体电流的运动状态的研究,建立了EAST内部的磁场数学模型,并利用Matlab对实验数据的拟合分析,对模型进行了分析验证。通过误差分析,进而改进模型,研究表明改进后的模型与实验数据能较好吻合,误差较小。相关研究和结论对托卡马克真空室内磁场测量具有一定的指导意义,为进一步研究基于MEMS技术的超导托卡马克装置电磁测量诊断系统的微纳磁敏传感器奠定理论基础。     

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利用毕奥萨伐尔定律,通过对EAST内部等离子体电流的运动状态的研究,建立了EAST内部的磁场数学模型,并利用Matlab对实验数据的拟合分析,对模型进行了分析验证.通过误差分析,进而改进模型,研究表明改进后的模型与实验数据能较好吻合,误差较小.相关研究和结论对托卡马克真空室内磁场测量具有一定的指导意义,为进一步研究基于MEMS技术的超导托卡马克装置电磁测量诊断系统的微纳磁敏传感器奠定理论基础.     

推证安培环路定理

从毕奥 -萨伐尔定律出发 ,应用立体角的知识和磁场叠加原理 ,推导出一般情况下的安培环路定理 ,并进一步讨论了电流正负号等问题 .     

Imaging oersted field around current flowing wire based on a diamond scanning magnetometer

We demonstrate imaging current flow in a transport device by measuring the current-induced Oersted field. A diamond scanning magnetometer that hosts a single nitrogen-vacancy (NV) center at the tip apex is used to obtain the image. We fabricate a U-shape of Pt wire and study evolution of the Oersted field as the current continuously changes its direction along the wire. We find a good agreement between the obtained results and the simulated images based on the Biot-Savart law. In order to show the capability of imaging different field components, we perform the same experiment but with two different axes of the NV center. This work provides a novel imaging method of the current profile and can be applied to various transport experiments.     

任意形状的载流线圈在远处磁场分布的简单计算

文章根据毕－沙定律、电流回路元和载流线圈的费曼模型，用普通物理的方法计算出载流线圈在远处一点的磁场分布。     

Pinch effect and ampere tension to drive bering's pump

Contrary to Northrup's claim, the pinch effect, predicted by either the Biot-Savart law or the original Ampere law, accounts for less than half the necessary force to drive Hering's pump. The longitudinal Ampere tension, which is not predicted by the Biot-Savart law, is sufficient to account for the remaining force necessary.     

Electromagnetism as a second order effect

An historical survey of the theories of the forces between current elements is given and Ampère's formula is compared with the Biot-Savart law. It is shown that the Biot-Savart law, in differential form, is consistent with both Classical Electromagnetism and the Special Theory of Relativity.     

Magnetoelastic Instability of a Long Graphene Nano-Ribbon Carrying Electric Current

This paper aims at investigating the resonance frequencies and stability of a long Graphene Nano-Ribbon (GNR) carrying electric current. The governing equation of motion is obtained based on the Euler-Bernoulli beam model along with Hamilton's principle. The transverse force distribution on the GNR due to the interaction of the electric current with its own magnetic field is determined by the Biot-Savart and Lorentz force laws. Using Galerkin's method, the governing equation is solved and the effect of current strength and dimensions of the GNR on the stability and resonance frequencies are investigated.