高斯和安培定理的应用

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1、无限长载流圆柱导线内外的磁场
设圆柱形导体的半径为高斯和安培定理的应用,通过的电流强度为高斯和安培定理的应用。由于电流分布具有轴对称性,因此磁感应强度高斯和安培定理的应用的分布也具有一定的对称性。高斯和安培定理的应用的方向沿环路高斯和安培定理的应用 的切线方向,电流高斯和安培定理的应用 方向成右手螺旋关系。
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所以
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⑵ 在圆柱体内任取一点高斯和安培定理的应用高斯和安培定理的应用 与轴线之间的距离为 高斯和安培定理的应用高斯和安培定理的应用 )。以轴线上一点 高斯和安培定理的应用为圆心、高斯和安培定理的应用 为半径过高斯和安培定理的应用 点作一闭合环路 高斯和安培定理的应用,绕行方向如图所示。因为圆柱体内的电流只有一部分高斯和安培定理的应用 通过环路高斯和安培定理的应用 。由安培环路定理,得

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圆柱体截面的电流密度为高斯和安培定理的应用 ,环路高斯和安培定理的应用 所包围的横截面面积为高斯和安培定理的应用 ,那么

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2、无限长载流螺线管内外的磁场
设无限长载流螺线管通有电流高斯和安培定理的应用 ,单位长度上绕有高斯和安培定理的应用匝线圈。应用安培环路定理求得螺线管内外任一点的磁感应强度为
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由此可见,螺线管内任一点的磁感应强度均与轴线上相同,表明管内是均匀磁场;螺线管外磁感应强度处处为零,磁场集中在管内。
3、载流螺绕环内外的磁场
螺绕环就是绕在圆环上的螺线形线圈。设一螺绕环的平均半径为高斯和安培定理的应用 ,线圈的总匝数为高斯和安培定理的应用 ,通有电流高斯和安培定理的应用 ,并且环上的线圈绕得很密。由电流的对称性可知,在与螺绕环共轴的圆周上,磁感应强度的大小相等,方向沿圆周的切线方向。
⑴ 在螺绕环内任取一点高斯和安培定理的应用 ,以高斯和安培定理的应用 为圆心、高斯和安培定理的应用 为半径过高斯和安培定理的应用 点作一闭合环路高斯和安培定理的应用 ,绕行方向如图所示。由安培环路定理,得

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式中高斯和安培定理的应用 是螺绕环单位长度内的匝数。

⑵ 在螺绕环外的空间作一圆形闭合环路 ,绕行方向如图所示。由安培环路定理,得并使它与螺绕环共轴,则穿过它的总电流为零,因而

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所以,对于绕得很密的细螺绕环来说,它的磁场几乎全部集中在螺绕环的内部,外部的磁场很弱。环内的磁感应线是与螺绕环共轴的圆,在同一条磁感应线上,高斯和安培定理的应用的大小处处相等,方向遵从右手定则。如果螺绕环的半径趋于无穷大,而单位长度的匝数 高斯和安培定理的应用和线圈的半径不变,则环内的磁场是均匀的。从物理实质上来说,这样的螺绕环就是无限长螺线管。这就证明了无限长螺线管内部磁场是均匀的,而外部磁场为零。

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