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1、范例10.7通电螺线管在轴线上的磁场解析(1)如图所 示,螺线管各匝 线圈都是螺线形 的,在密绕的情 况下可以当作多 匝圆形线圈紧密 排列而成。场点P在轴线上,在相距为l处取 一线元dl,线圈匝数为dN = ndl,均匀密绕螺线管的长度为2L,半径为a,单位长度上绕有n 匝线圈,通有电流I。求螺线管轴线上的磁感应强度。电流强度为线圈在P点产生 的磁感应强度为zIOzxPldlaA1A2212LdI = IdN = Indl,范例10.7通电线螺线管在轴线上的磁场设为轴线与P点到dl连线之间的夹角,则有r = a/sin,由于l = acot,因此dl = -ad/sin2,均匀密绕螺线管的长度
2、为2L,半径为a,单位长度上绕有n匝线 圈,通有电流I。求螺线管轴线上的磁感应强度。可得积分得zIOzxPldlaA1A2212L磁感应强度的方向沿轴线向右。范例10.7通电线螺线管在轴线上的磁场如果管长比半径大很多,可认为直螺线管为无 限长,令1 = ,2 = 0,可得 B0 = 0nI,在半无限长管的一端的中心 A1(1 = /2,2 = 0)或A2(1 = ,2 = /2),均匀密绕螺线管的长度为2L,半径为a,单位长度上绕有n匝线 圈,通有电流I。求螺线管轴线上的磁感应强度。zIOzxPldlaA1A2212L磁感应强度为 B1 = 0nI/2 = B0/2,在直角坐标系中,场 点P的磁感应强度为不论长度与直径 之比为多少,轴 线中间的磁感应 强度最大。当长度与直径的比值更大时,轴线上磁感 应强度的最大值保持不变,但范围扩大。当长度与直径 之比为1时,轴 线上磁感应强 度的最大值远 没有达到无限 长螺线管的值 。当长度与直 径的比值达 到7时,轴线 上磁感应强 度最大值才 达到无限长 螺线管的值 。可见:长螺线管轴线上的磁感应 强度与无限长螺线管的值相同。