轴对称导体在均匀磁场中转动时的电荷分布及其电磁场的求解方法

指出了某些文献中的问题,根据电荷守恒定律,证明了由转动磁场所导致的电场E=±v×B的散度,并非与真实的电荷体密度有本质上的关联,而只是一种相对论效应.并根据电磁场变换原理,给出了轴对称导体在均匀稳恒磁场中转动时表面电荷密度及其电磁场的求解方法,得出了在均匀稳恒磁场中转动的导体球表面电荷密度及其电磁场.     

转动导体中的电荷分布

一、前言 在静止条件下,某孤立导体上的电荷将会在导体表面自动分布,以使它在导体内产生的电场为零,这是静电学中的一个基本结论.如果让导体转动,则应预期由于对传导电子的离心作用以及因电荷运动而产生的磁场,将会引起电有在导体中重新分布,并且导体中还会出现空间电荷. 我们将考虑下面的问题.让带有一个净电荷的某孤立导体具有一恒定的角速度.在稳定条件下,找出导体中的电荷分布和电磁场. 我们还未看到处理这个问题的文章,但有人考虑过三类与之有关的问题,而且都涉及转动体的电磁场理论. 首先,单极感应的问题已在本世纪的前二十年中研究过…     

二平行载流圆柱上的电荷分布

本文计算出载有等值反向稳恒电流的二长直平行圆柱体内外的稳恒电场、导体圆柱面上的电荷密度以及二导体柱之间的电场力。     

《电磁学》自学辅导材料(三)

第四章研究稳恒磁场,主要讨论两个问题.第一是建立对稳恒磁场的描述,阐明它的规律和性质.第二是磁场对处于其中的载流导线和运动电荷施加作用力的问题.虽然稳恒磁场与静电场是不同性质的场,它们有不同规律,但它们都是矢量场,在不少问题上有一定的类似之处.因此在这部分的学习中,采用对比的方法,可以收到较好的效果. 一、稳恒磁场的性质及计算 稳恒电流产生的磁场称为稳恒磁场。载流导线间的相互作用、运动电荷与电流之间的相互作用都是通过磁场实现的.磁场与静电场一样,都与电荷相联系,但静电场是与静止电荷相联系,而稳恒磁场则是与连续匀速…     

也谈均匀磁场中旋转的中性轴对称导体上的电荷分布

严格证明了中性轴对称导体在均匀外磁场中旋转时,等势面为同轴圆柱面,并由电荷守恒定律证明该轴上的磁场精确等于外磁场Bo。同时还得出了该导体表面电荷密度的普遍公式。     

电磁现象中的功能关系

1　电磁现象中都有功能关系电流周围的磁场所具有的能量是怎样转换来的 ?在金属导体两端加上电压 ,导体中就有电场 .自由电子在电场力的作用下 ,定向移动而形成电流 ,同时在它的周围激发磁场 .所以电流周围磁场的能量是通过电场力对定向移动的电荷做功转换来的 .当闭合回路中的     

计及自身霍尔电场时导体中的稳恒电流

本文讨论了计及自身霍尔电场时导体中的稳恒电流问题．通过圆截面长直导线中稳恒电流这一特例，讨论了电流、电荷、与场量的分布问题．最后从相对论角度对问题作了初步考查．     

稳恒电场和静电场

稳恒电场和静电场北京邮电大学乔本元程守株等主编的《普通物理学》第三版第二册在谈到稳恒电场时，有这样几段论述：“事实上，在导体内形成稳恒电流是和导体内稳恒电场的建立密切相关的，而引进直流电源就为稳恒电场的建立创造了条件．”，“这个维持在导体内的恒稳电场...     

均匀磁场中转动的导体上电荷的分布

指出了在均匀磁场中运动的轴对称导体上分布的电荷所产生的附加磁场是很弱的,在忽略附加磁场时导体内的电荷是均匀分布的,并求出导体球上电荷分布。     

也谈稳恒磁场高斯定理的证明

循王旭同志的思路[注],我们不妨将证明作如下改进: (一)由毕奥-萨伐尔定律易知,任何电流元激发的磁场中的磁感应线,都是圆心在电流元所在的轴线上,而本身都在垂直于轴线的平面内的“心同轴圆”,故若电流元单独存在,则置于它所激发的磁场中的任何闭合曲面的磁通量为零。 (二)由于磁感应强度矢量遵从场的迭加原理,所以可以分割成电流元的任何电流所激发的磁场对于任何闭合曲面的通量都为零。 这样就从稳恒磁场的毕奥-萨伐尔定律证明了稳恒磁场的高斯定理。也谈稳恒磁场高斯定理的证明@严子尚$湖南湘潭师范专科学校《大学物理》 1982年第一期《…     

圆柱形导体在均匀磁场中运动时的电荷分布

以圆柱形导体为例,介绍导体在均匀磁场中匀速运动时电荷分布的求解方法。计算结果表明:在均匀磁场中作垂直切割磁力线匀速运动的圆柱形导体,其电荷既分布在两底面,也分布在侧面,而且侧面电荷较多。对于细长的圆柱形导线,其侧面的电荷面密度几乎与导线中点的距离成正比。     

人们对“单极感应”的认识

一、引言 古典形式的“单极感应”是指一沿对称轴方向磁化的金属导体磁体绕其对称轴旋转(图1),而在通过金属电刷A、B连接的外电路与导体磁体构成的回路中产生稳恒电流的一种电现象.所用对称形磁体可以是圆柱形、圆盘形,也可以是圆锥形或其它轴对称形的金属导体.通常也称这些形状的金属导体(非磁化)在均匀磁场中绕其对称轴(对称轴沿外磁场方向放置)转动、而在回路中产生稳恒电流的现象为“单极感应”.之所以称为“单极”是由于只有永久磁体两极中的一极与外电路(见图1)相接的缘故.Web的这一命名虽然欠妥,但是由于历史及习惯的原因,一直沿用…     

求解稳恒磁场的谐函数展开法

推导出稳恒磁场矢势的谐函数展开式,当稳恒电流的分布适宜于用直角坐标系表示时,可应用该展开式求解磁场,给出了应用该展开式求解稳恒磁场的例子。     

非闭合导体回路电磁感应现象形成机制的探讨

很多教材只讨论闭合导体回路的电磁感应现象, 事实上非闭合导体中也会产生感应电流. 大块导体即 使外形上不闭合, 但当周围磁场发生变化时, 导体内部带电粒子也会在涡旋电场作用下形成涡流. 本文利用涡流的 形成及其磁效应原理对楞次定律演示环及楞次定律演示仪的实验现象进行解释推理     

对"均匀磁场中转动的导体上电荷的分布"一文的商榷

<大学物理>1999年第1期中的一篇文章"均匀磁场中转动的导体上电荷的分布"给出了在均匀磁场中转动的轴对称导体产生的磁场的精确解和略去附加磁场后导体球上的电荷分布. 求解电荷分布的方法是巧妙的,在求解磁场分布之前曾用反证法证明了导体内电场的等势面是与导体共轴的柱面这样一个命题,并依此命题为基础求出了导体内磁场的精确解,因此该命题是否成立关系到所求的磁场精确解是否正确的问题.证明时原文使用了"设为a (见图1),则在x轴的球内一段上会有一些点的电势相等"这样一个关键判断,本文认为此判断令读者费解.     

关于静电屏蔽上限的讨论

将导体壳放入外电场中,导体会在表面产生感应电荷,并达到静电平衡状态,导体壳腔内的电场处处为零,这就是静电屏蔽效应.然而,如果外电场极强,或者导体内部的自由电荷太少,以至于感应电场不能完全抵消外电场,则静电屏蔽效应将失效,这就是静电屏蔽的上限问题.本文从静电屏蔽的原理出发,将导体壳简化为一对平行金属平板的模型,定量的讨论了这一问题.通过计算我们发现,由于金属内存在大量的自由电子,在非极端问题中,宏观的导体装置都远远不会遇到静电屏蔽的上限问题.     

孤立带电导体的电荷分布

本文就孤立导体面电荷密度与表面的曲率的关系进行定性地分析．带电导体处于静电平衡状态时，导体内部电场强度必定处处等于零，即Ｅ内＝０．由Ｅ内＝０，可以直接导出如下几点推论：（１）导体是等势体，表面是等势面；（２）导体表面场强处处与表面垂直；（３）由高斯定...     

载流长直密绕螺线管磁场的全空间解

很多《普通物理学》教材讲到稳恒磁场时，都以长直密绕螺线管为例，为求解其磁场分布，一般都假设导线很细，将长直密绕螺线管简化为一串共轴圆电流，得到管内磁场是一均匀磁场，管外磁场为零的结论．但这样的螺线管模型不可能使电流从管的一端流到另一端，与实际情况相差较远．本文在不做这种简化假设的条件下，求得长直密绕螺线管磁场在全空间的精确解．ｌ长直密绕螺线管的磁场 设长直密绕螺线管的半径为Ｒ，单位长度上的匝数为ｎ，电流环绕轴线流动并与轴线方向成一角度ａ，如图１所示．将管上任一段的管壁展开，如图２（为清楚起见，图…     

量子霍耳效应发现十周年

 霍耳效应是1879年美国物理学家霍耳研究载流导体在磁场中导电的性质时发现的一种电磁效应.他在长方形导体薄片上通以电流,沿电流的垂直方向加磁场(如图1),发现在与电流和磁场两者垂直的两侧面产生了电位差.后来这个效应广泛应用于半导体研究.一百年过去了.1980年一种新的霍耳效应又被发现.这就是德国物理学家冯·克利青从金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)发现的量子霍耳效应.     

每期一题(工科大学物理试题选登)

有一质量为 m、边分长别为 c 和 d 的矩形刚性导体框,其自感系数为 L,电阻 R 忽略不计,置于光滑水平面上.设在垂直水平面方向有一边界分明的磁感应强度为 B_0的稳恒均匀磁场(如图,导体框的 PP′边平行于磁场的边界,