螺线管
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螺线管名词解释： 用导线沿着圆筒侧面绕成的螺旋形线圈。它就是最原始的电磁铁，设 螺线管远比其直径长。螺线管的磁场为其每匝所产生磁场的矢量和。从图 3-24 所示情况可以看出，如果螺线管的匝间间隔较大，显示导线之间的磁 场有相抵消之势，并显示在螺线管外距导线较远之点P 的磁场与螺线管平 行，在线管内的中央附近地带的磁场也与其轴平行。 ■图3 —23 在导线紧密绕制的极限情况下，螺线筒实际上变为筒状电流层。当螺线管 很长时（当趋于无限长时），其筒状电流层在管外各点的磁场趋近于零。 如果实际螺线管的长度远大于直径，在远离两端时取外部磁场为零是可以 的。整个螺线管外部磁场要比其内部磁场弱得多。应用安培定律 B dL I · μ = ò 0 于图 之理想螺线管的长方路径 ，将积分 · 写 3- 25 abcd dL B ò ■ 成4 个积分之和，则 B dL B dL B dL B dL B dL b c a b c d d a · · · · · = ò ò ò ò ò ■图3 —24 ■图3 —25 右边第一个积分为Bh ，h 为路径a 至b 的长度。路径ab 虽与管轴平行， 但不必与轴重合。对于第二和第四积分来说，因路径上每一点 与 成 直角，致使其 · ，故积分也为零。第三积分包含长方形在管外的 部分，因对理想螺线管外所有点之 均取为零，故此积分亦为零。因此对 B L B L B d d = 0 整个长方形路径之 · 。通过积分路径所包围之面积内的净电流 与螺线管内的电流 不同，因为积分路径所包围的不止一匝。令 为单 B ò dL = Bh I I n 0 位长度之匝数，则 I=I 0 (nh) 安培定律即变为 Bh= μ0 I 0 nh B= μ0 I 0 n 虽然上式是就无限长之理想螺线管推导而来的，但对实际螺线管靠近中央 内部诸点而言是适用的。它说明磁感应强度B 与螺线管的直径或长度无 关，且在螺线管截面上的B 不变。为得到实验用的给定的匀强磁场，用螺 线管为可行的方法，就像欲产生已知之匀强电场用平行板电容器为可行的 方法一样。