题目
一个单位长度上密绕有n匝线圈的长直螺线管,每匝线圈中通有强度为I的电流,管内充满相对磁导率为的磁介质,则管内中部附近磁感强度B=______,磁场强度H=______。
一个单位长度上密绕有n匝线圈的长直螺线管,每匝线圈中通有强度为I的电流,管内充满相对磁导率为
的磁介质,则管内中部附近磁感强度B=______,磁场强度H=______。
的磁介质,则管内中部附近磁感强度B=______,磁场强度H=______。题目解答
答案
_nI_
解析
考查要点:本题主要考查长直螺线管内部磁场的计算,涉及磁场强度$H$和磁感强度$B$的关系,以及磁介质对磁场的影响。
解题核心思路:
- 磁场强度$H$的计算:由螺线管的匝数密度$n$和电流$I$决定,与磁介质无关,公式为$H = nI$。
- 磁感强度$B$的计算:需结合磁介质的相对磁导率$\mu_r$,公式为$B = \mu H = \mu_0 \mu_r nI$。
破题关键点:
- 区分$H$和$B$的定义:$H$仅由自由电流决定,$B$则与磁介质的磁导率相关。
- 正确应用磁介质公式:磁介质存在时,磁导率$\mu = \mu_0 \mu_r$,需代入计算$B$。
磁场强度$H$的计算
根据长直螺线管的磁场公式,磁场强度$H$仅由单位长度匝数$n$和电流$I$决定,与磁介质无关:
$H = nI$
磁感强度$B$的计算
磁感强度$B$与磁介质的相对磁导率$\mu_r$相关,公式为:
$B = \mu H = \mu_0 \mu_r H$
将$H = nI$代入得:
$B = \mu_0 \mu_r nI$