两个运动电荷之间的相互作用为什么不服从牛顿第三定律

在一些电磁学或电动力学书中,常有这样一个例子,如图1所示I1dl1和I2dl2分别为两个稳恒电流元.I1dl1受到的力I2dl2受到的力可见一般说来,F1≠-F2.由此得出结论:两个稳恒电流元之间的相互作用不一定服从作用反作用定律。那么在一般电磁学现象中,作用、反作用定律是否就不成立了呢?对这个问题常见的看法是:因为稳恒电流元是不能孤立存在的,所以不能就此作出结论.并且又接着指出,稳恒电流总是形成闭合 路的,可以证明两个闭合稳恒电路之间的相互作用服从作用、反作用定律.但是这种答案不禁又使人们产生一些疑问:闭合是不是牛顿第三定律成立的…     

对有电磁作用时的牛顿第三定律的讨论

在电磁学中经常可以看到这样一个例子，两个稳恒电流元I1dl1和I2dl2之间的作用力并不符合牛顿第三定律。对该问题的解释往往是：稳恒电流元不可能单独存在，稳恒电流总是形成闭合回路，可以证明两个载有稳恒电流的闭合回路之间的相互作用是符合作用反作用定律的。那么电流随时间变化的两个闭合回路之间的相互作用是否符合作用反作用定律？     

有限长直电流磁场的另外两种计算方法

有限长直电流磁场的计算,是电流磁场计算中的基本问题.利用电流元的概念和毕奥——萨伐尔定律可以求得图1所示的有限长直电流在P点产生的磁感应强度,其大小为B=(μ_0I/4πR)（cosθ_1-cosθ_2）=(μ_0I/4πR)(sinβ_2-sinβ_1)作为比较,这里给出该问题的另外两种计算方法.     

关于空心载流圆柱体的磁场

很多教科书中都讨论过用安培定律计算电流分布具有特殊对称性的磁场的好处[1][2]例如,用安培定律计算载流圆柱体的磁场式中的积分遍及包围总电流I的闭合路径.对于半径为R,载电流为I的无限长圆柱体,根据(1)式,可以求出刚好在圆柱体外的磁场.H=I/2πR(2)这个结果无论是实心圆柱体或空心圆柱体都成立. 本文将讨论某些学生不用安培定律而采用其他途径求解空心载流圆柱体的磁场时,是怎样得出似乎不同的结果的.他们分析过程中的缺陷,看来是不少学生在解题技能发展的初期遇到的一个共同问题.因此,这个问题值得讨论.图1是位于纸平面上载电流I的空…     

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《…     

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…     

微波炉的物理学——2019国际物理奥林匹克竞赛理论第二题参考解答

A部分:磁控管的结构和操作 A.1 LC电路的频率是f=ω/2π = 1/2π√LC(1) 对于理想无限长通电螺线管内部磁感应强度B理满足环路定理∮→B理?→dl=B理l=μ0I ∴B理=μ0I/l其中I为螺线管边界处边长为l的矩形环路中所包围的电流. 在本题中,设沿腔体边界流动的总电流为I,等效螺线管长度l=h,则它...     

一对倒置的镜像对称电流元的合成磁场及其应用

基于稳恒电流的磁场计算的毕奥-萨伐尔定律,运用空间解析几何及矢量运算法则,严格证明了一对方向倒置的镜像对称电流元在其对称面上磁场分布的一条性质定理,并枚举数例说明其应用.     

在似稳条件下磁场的计算

在电磁学教学中计算似稳态的磁场时,一般教科书都明确指出,仍可用毕奥-沙伐尔定律,即(1)使用这一公式时,只需考虑真实电流,如低频交流电路中的传导电流、低速(v《c)运动电荷的运流电流,而不需考虑位移电流所激发的磁场。这就带来了几个问题:1.在计算低速运动电荷的磁场中为什么绝口不谈电荷运动引起的位移电流产生的磁场;2.考虑存在位移电流的情况下,安培环路定理必须修改而代之全电流定理 在真空情况下,可写为在磁场结构具有良好对称性的情况下用全电流定理求出磁场B,这是否会与根据(1)式计算出的结果相矛盾?3.在低频交流电路的局部地区,…     

闭合回路在磁场中的运动

1载流圆环在匀强磁场中的受力情况 半径为r0,通以电流I的弹性圆环,放在光滑的水平面上,磁感强度为B0的匀强磁场垂直穿过圆环,如图1所示.     

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.…     

载流圆环的张力、自感和线电流模型

分析讨论了一些献在计算载流圆环处于自身磁场受的张力和自感系数时使用线电流模型的不当所带来的发散问题。     

缪子反常磁矩与格点量子色动力学

正一、g-2的历史意义——奠定量子电动力学的基石早在1820年,法国物理学家安培(A.-M. Ampère)通过实验发现,载流线圈在磁场中会像一个小磁铁一样转动起来。这种规律被称为安培定律。物理学上,把电流强度与电流回路面积的乘积定义为磁矩的大小。磁矩越大,载流导线所感受的磁场力就越显著。我们可以把载流线圈等效为电子在做环形运动,圆环半径为R,电子速度为v,质量为m。     

新型高温超导复合导体的磁场仿真与实验分析

针对兆伏安级容量的超导变压器,通过绕组初步设计,考虑导体的电流密度、载流量和交流损耗,提出面向大容量超导变压器应用的新型超导复合导体结构,介绍了含内外超导层的新型高温超导复合导体的结构。引入电流矢量T和磁矢量势A的方法,考虑临界电流密度J_c和磁场B的关系,建立了导体不对称三维数值载流模型,计算分析了不同结构参数对导体临界电流的影响规律。通过绕制的新型高温超导复合导体短样,在液氮环境下对其自场临界电流进行了测量,计算结果和实验结果基本吻合,验证了模型的合理性。     

关于电磁感应法测量载流圆线圈轴线上磁场分布的研究

利用毕奥-萨伐尔定律求解载流导线所产生的磁场分布是电磁学中一个非常重要的问题。由于载流圆线圈上的所取的电流元■在轴线上某点处所产生的磁感应强度■方向的取向是三维空间的取向,导致学生对此普遍认为比较抽象,对计算结果难以理解。本文以载流圆线圈轴线上磁场分布为例,通过电磁感应法测量磁场的实验方法测量载流圆线圈轴线上的磁场,实验测量所得的数据图表能够将载流圆线圈轴线上磁分布特点形象的描绘出来,并且实验结果很好的验证了由毕奥-萨伐尔定律求解得到的载流圆线圈轴线上磁感应强度公式,此应用在实践教学中将新的实验技术与电磁学理论相结合的教学模式,使抽象的物理概念和公式变得更加具体化、形象化,也收到了良好的教学效果。     

用矢量积分法计算有限长直线电流磁场

在工科物理教学中,对有限长直线电流磁场的计算,都是将毕-萨定律转化为标量积分,再进行计算。这里介绍由毕-萨定律的矢量关系式直接进行矢量积分的计算方法,这种方法具有更大的普遍性。 设直线长为2l,通有电流l,以直线的中点作为原点,建立如图1所示的直角坐标系,已知毕-萨定     

稳恒磁场高斯定理的一个证明

稳恒磁场的高斯定理是电磁学的重要内容之一。这个定理可以从毕奥-沙伐尔定律出发加以严格证明,不过证明往往需要用到矢量分析的知识,所以很多电磁学教材都把这个证明略去。不加证明直接给出这个定理,使学生感到突然,难以接受,而且也不便进一步讨论它所包含的物理意义。本文目的,是从毕奥-沙伐尔定律出发,利用曲面积分和曲线积分,证明稳恒磁场的高斯定理。 考虑电流元Id所激发的磁场在高斯面上的磁感应通量。 为叙述方便,设电流元Id在 Z轴 O点上,方向与 Z轴正向一致。在磁场中任取一闭合曲面 S,计算磁感应通量B·dS用下面的方法选取面积…     

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.     

载流螺线管周围的磁场

在任何一本物理学书中,几乎都有对于载流螺线管的磁场的叙述.然而这些书中着重描写的大多是关于螺线管内部的磁场,对于螺线管外的磁场这个问题,尚有进一步讨论之必要.一、问题的提出 有这样一个问题: 在载流螺线管外面环绕一周(见图11)的环路L上,φB·dl等于多少?[1] 对于这个问题,通常有两种解释,一曰:如果螺线管是密绕的,那末φB· dl= 0;二曰:如果认为螺线管并非理想的密绕,必有漏磁通存在,因而中φB·dl=u0i(其中i为导体中通过的电流).这两种解释那个正确呢?一般说来,在处理有关载流螺线管的问题时,在未加特别说明的情况下,大多认为是…     

磁偶极子的磁场

面积为 S 载流为 I、任意形状的平面线圈,它的平面法向单位矢量为 ,它的磁矩 p_m=IS ,在离线圈中心远大于线圈线度的 r 处的磁感应强度,即磁偶极子的磁感应强度这在“理科物理”中可用毕奥-萨伐尔定律的安培形式 B=μ_0I/4π▽Ω来求得,但这毕奥-萨伐尔定律的安培形式的推导及应用它来求出磁偶极子激发的磁场,都与立体角Ω及立体