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磁荷概念基础上的稳恒电流磁场理论的理解分析(物理教学论文) 磁荷概念基础上的稳恒电流磁场理论的理解分析(物理教学论文)

格式:word 上传:2023-05-05 03:37:00

《磁荷概念基础上的稳恒电流磁场理论的理解分析(物理教学论文)》修改意见稿

1、“.....立体角是负的此式证明了均匀磁壳的个重要的性质磁壳在空间点产生的磁势只和磁壳对该点张成的立体表征其强度的磁偶极矩定义为磁荷的库伦定律得,原点处磁荷在真空处产生的磁场强度图磁偶极子在任意处,产生的磁场和磁势在国际单位制中,如果磁荷取为单位,式和中的,为了讨论更加简洁,先忽略这个因子于是,偶极子在处产生的的磁势−−在磁荷概念基础上的稳恒电流磁场理论的理解分析物理教学论文放置细线悬置的小磁摆针,通过测量偏转角或摆动周期,比较者可以得到值高斯就是用这种方法测得,其误差在内这样高斯在个更高精度的层次上,实验证实了磁荷作用的平方反比律图高斯实验比较了根细磁棒附近相同距离的点的磁场大小磁壳在用磁荷的观点理解磁学全部知识......”

2、“.....使得很容易把磁荷作用规律直接推广到年,几乎和他发现电荷的平方反比律的同时期,库伦实验利用细长的磁针,证实了相距的两磁荷之间的相互作用也是按照平方反比律,即是两磁荷大小,北磁荷取正,南磁荷取负,是比例系数库伦也估计出他的实验精度在以内高斯的工作高斯用个巧妙的间接方法在大约年对磁的平方反比律进行了实验验证首先,高斯假定两磁极之间作用按照距离的次幂减小,即∝看上去很复杂,感觉磁现象与先前学的静电学根本就是两个差异很大的东西事实上,磁学的发展完全不同于目前教科书施行的思维线路,是从磁和电现象的天然相似性出发,引入磁荷的概念,通过研究磁荷间的相互作用发展而来的本文以磁荷为基本出发点,利用磁壳南北磁荷构成的很薄的壳层个很容易证明的性质......”

3、“.....来导出磁学全部定律和定理磁荷库伦的工作在西方除最早摘要本文从磁荷概念出发,利用磁荷与电荷之间的相似性,由静电学知识直接能给出空间磁场和磁势的表达式再引入磁壳的概念,利用磁壳的个简单性质和与电流回路的等效性,得到稳恒电流磁场中几乎所有理论公式这种以磁荷角度讨论磁学的路线,是深刻理解磁现象的重要途径关键词安培定律毕奥萨伐尔定律物理教学磁壳磁荷当前电磁学电动力学有关磁学部分的教学都是以电流元为主线,先直接给出少的假设再借助很简单的数学,较容易地得到几乎全部核心理论公式对电与磁现象的对称性得以充分展示由于是按照了历史发展的顺序,能更清晰了解了当时物理学家对磁现象思维的线路从电流元直接出发可能是获取工程技术专业所需磁学知识的最快速途径,然而,如果能够再结合以磁荷角度对磁的理解......”

4、“.....所受力的通量乘以磁壳的强度两磁壳相互作用能设和为两磁壳强度,由在上产生的力通量应该正比于记为,为比例常数,它取决于两磁壳相对位置和几何尺寸处于的磁场中的具有磁势能同理,处于的磁场中的磁壳具有磁势能,两者必须相等,或把上面和两磁壳作用能还原为和两电流回路的作用能点产生磁场,此式即电流元磁场的毕奥萨伐尔定律图毕奥萨伐尔定律的证明安培定律利用已经导出电流元的磁场式,在处放置的正磁荷,则磁荷受力Η而磁荷在处产生的磁场−Η,电流元受力同磁荷受力等值反向,有电流元受力即安培定律互感系数相等的证明磁壳与磁荷作用能量势能如图,强度的磁壳面元安培环路定理∮图块磁壳周围的磁势毕奥萨伐尔定律取张角为,形状为阴影部分,强度为的磁壳,纸面外侧为磁极面,各尺度如图所标记......”

5、“.....面元具有的磁矩,根据式,考虑到,点磁场强度如果磁壳边扩展到无限远,则磁壳产生的总场∫∞磁荷概念基础上的稳恒电流磁场理论的理解分析物理教学论文,北京北京大学出版社影印版,北京北京大学出版社影印版,郭硕宏电动力学版北京高等教育出版社,杨晓峰,吴璟芃,魏天杰基于磁荷概念的稳恒电流磁场理论的理解大学物理,磁荷概念基础上的稳恒电流磁场理论的理解分析物理教学论文心公式考虑到,式乘以为熟知的关于的毕奥萨伐尔定律由于磁学中磁作用力和磁相互作用势能是根据定义的,也就是说国际单位制中,和对应牛顿和焦耳等基本单位,而和有不同的量纲,所以,象式和以及节磁作用能量的讨论中涉及的公式都是由给出的,只要乘以就换算到国际单位制中结论基于磁荷概念......”

6、“.....思路清晰的方法用同的磁矩,单位面积上的磁矩总和就相等,根据微电流环路与磁偶极子的等效性,上述网格就等价于块均匀极化的磁壳曲面的微电流环路等于磁矩为的磁偶极子,由等面积厚度形成的网格具有磁荷面密度,则磁壳强度由等效性推导电流磁场的相关公式安培环路定律考虑块强度为的磁壳图前面知道,任意点的磁势等于磁壳面对该点张成的立体角乘以,即证明了线圈之间的两互感系数相等磁场的高斯定理磁场的高斯定理可以借助电场的高斯定理很容易获得,只要承认以任何手段都不能获得孤立的磁荷,这样任意闭合曲面内磁荷代数和永为零,即∯,真空中磁感应强度矢量和只差个常数,对于有∯此为磁场的高斯定理从式和开始忽略了的因子,表达式至所有关于和磁势的公式中乘上这因子就是熟悉的国际单位制下的磁学核在点产生磁势Ο......”

7、“.....单位正磁荷在面元处产生的磁场力Ο,方向−−,则该磁力在上力的通量⋅−⋅Ο为标量这样势能可以写作,该式适用于任意磁壳面元对整个磁壳,总的磁能∬等于Η∫∞,方向沿纸面向里现在是面积的倍,该面积大小连带方向可以表示为,那么Η的环电流等价,得Η此式给出以为边界,强度的电流在点产生的磁场从推导看出,趋于无限远时积分趋于零,而从对称性考量,和边电流也不能够在,而任意两点的磁势差等于物理上移动单位正磁荷磁场所做的功,也就是磁场的曲线积分假如图中沿虚线各点对磁壳形成的立体角分别为,则两点磁势差∫如果是非常靠近面的两点,理想磁壳的厚度为零,磁壳靠点的是极面,点靠近的是极面,那么于是有∫,上式用替代,就磁荷概念基础上的稳恒电流磁场理论的理解分析物理教学论文那么整个电流回路就可以被看作由这些无数多......”

8、“.....任何两个相邻的两网格的共同边界如上的电流大小相等,方向相反而恰好相消,只有最外边界上的电流,由于不存在相邻网格而得以保留这样整体地看,没有相消的网格电流就和原回路的电流完全重合回路所包围的面积可以是任意曲面,只要网格分割的面积相等,每个网格单元就有角有关该立体角只决定于壳的边界如果壳接近封闭的曲面,对面外部点图中点成的立体角将非常小,该点磁势将趋于零,而对面内部点图中点成的立体角将非常接近,磁势,这说明任意封闭曲面内各点的磁势是相等的,也就是磁场强度为零电流回路和磁壳的等效性安培实验上证明了个小的电流圈在远处产生的磁场和个磁偶极子产生的磁场完全相同借助电流元的磁场公式可以严格证明任意极坐标下,取,分别为点沿径向和切向的磁场分量磁场强度是磁势梯度的负值......”

9、“.....得−∂∂Η∂∂−∂∂Η∂∂均匀磁壳的磁势如图,取强度的磁壳上面元,磁壳厚度,面元法线也就是磁极化方向,由于是小量,面元上的磁矩大小是,由流元磁壳的定义磁壳是块极化方向处处与表面垂直的磁极化薄片,它可以看作是由磁偶极子并排而成的特殊薄面磁壳的强度定义为单位面积上的磁偶极矩如果极层上单位面积具有正的磁荷,极层单位面积有负磁荷,则磁壳强度相同,我们说磁壳是均匀的磁壳的性质磁偶极子正负的磁荷相距,和电荷类似,当所关心场点位置远大于两磁荷距离,即时,我们说它们构成个磁偶极子图,如图,磁体两磁极强度为,中心取在,很容易计算离中心相同距离的点的磁场强度在端线点图,磁场强度−−Η在侧边的点图,磁场强度Η其中......”

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