磁场的产生
毕奥-萨伐尔定律
dB=4πμ0r2Idℓ×r^
它适合从“电流元”累加求磁场。
安培环路定律
∮B⋅ds=μ0Ienc
它最适合处理高对称模型。
常见模型
无限长直导线
B=2πrμ0I
圆形线圈中心
B=2Rμ0I
N 匝时乘 N。
圆形线圈轴线上
B=2(R2+x2)3/2μ0IR2
长螺线管
若单位长度匝数为 n=N/ℓ:
B=μ0nI=μ0ℓNI
环形线圈
B=2πrμ0NI
无限大电流面
若面电流密度为 K,则两侧磁场大小都为:
B=2μ0K
若导体薄层厚度为 t、体电流密度为 J,可先写成:
K=Jt
所以磁场大小与 Jt 成正比。
选法经验
- 有高对称:先想安培定律。
- 结构有限、角度明确:更常用毕奥-萨伐尔。
- 真正做 AP 题时,很多模型结果需要直接认出来。
微观磁性简记
强弱通常可粗略记为:
铁磁性>顺磁性>抗磁性
AP 核心里更重要的是定性认识:
- 顺磁:未成对电子带来弱顺磁响应
- 铁磁:磁畴耦合,可形成强磁化
- 抗磁:外场诱导出反向磁矩
易错点
- 安培定律里是包围电流 Ienc,不是路径上流过的总电流长度。
- 长直导线磁场随 1/r,不是 1/r2。
- 线圈轴线上磁场和电场轴线公式长得像,但幂次与系数不同,别混。
前置
连接到
常与之比较
教材对应