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如何具体计算表面均匀荷电的无限长自转圆筒所激发的磁感应强度矢?害得我好苦?呕心沥血绞尽脑汁
[楼主] 作者:541218  发表时间:2017/08/23 13:30
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如何具体计算表面均匀荷电的无限长自转圆筒所激发的磁感应强度矢?害得我好苦?呕心沥血绞尽脑汁
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 [2楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/08/23 20:19 

筒内的好算,筒外的 不好算。
 [3楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/08/24 00:07 

筒内轴线上的磁感应强度,算出来了吗?
 [4楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/08/24 00:31 

B=μ0σωR

其中,σ是电荷量面密度,ω是圆筒角速度,R是圆筒半径。

 [5楼]  作者:liuliuliu123  发表时间: 2017/08/24 09:39 

从数学上看4楼老王的算法是正确的。
但这仅仅是数学上的推理,完全把电流看成是电荷的搬移。实质上这里圆筒上的电荷运动不等效螺旋电流。如果是等效的,那么这个圆筒就等效为一个超导体圆筒,因为电荷运动(等效电流)是没有电阻的阻挡的。另外,从麦克斯韦方程也指出,磁场不是电荷运动产生的,是旋转(就这里的情况)的电场产生的。螺旋导线电流磁场的公式本质上是螺旋电场产生磁场。用电流只不过是人们对电磁场相互转换原理初期认识的结果,而且电流正好和电场大小成正比。
 [6楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/08/24 09:58 

【5楼】的说法我基本是同意的。
 [7楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/08/24 10:16 

磁场是场物质极化出的偶极电场在原地打转的结果。载体场物质是原地不动的,它只有旋转没有随电荷运动。偶极电场的这种打转又恰恰能反映电荷的移动。不管是导体还是绝缘体,只要它上面的电荷被极化,就一定有磁场产生。电荷流动不过是在导体中特有的现象。电荷的运动,一定也是受到了电场极化的作用。
 [8楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/08/24 10:16 

其实电流的种类很多,和电荷有没有实质流动都没有必然关系。但是,电荷的流动则必然构成电流。本质上反映电流的是定向极化,实际上就是【5楼】说的电场。

至于等效为超导体,那倒不必。螺线管产生磁场其实是和电阻无关的,用电阻小的银线和用电阻大的钨丝绕成的相同匝数的线圈,只要通过的电流大小一样,产生的磁场也一样,和导线材料无关。
 [9楼]  作者:liuliuliu123  发表时间: 2017/08/24 10:46 

对【8楼】说:
导线不同,要电流一样必须电源电压大小不同----
 [10楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/08/24 14:06 

对【8楼】说:
正因为如此,所以无限长螺线管的磁感应强度B=μ0nI表示,而不是用B=F(U)的形式表示。
[楼主]  [11楼]  作者:541218  发表时间: 2017/08/24 20:45 

对【4楼】说:
我不是要结果,我是要具体计算过程
 [12楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/08/24 20:54 

计算过程看无限长载流螺线管内的磁感应强度的推导过程。这过程所有书里都有,最后得到B=μ0nI。

σωR是对nI的直接替代,就这么简单。

 [13楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/08/24 20:56 

nI即磁场强度H。n是螺线管单位长度的匝数,单位为1/米。
[楼主]  [14楼]  作者:541218  发表时间: 2017/08/24 21:34 

我是要对表面均匀荷电的无限长圆筒匀角速自转状态,由于圆筒表面电荷的圆周运动所携带其电力线只做平动切割电力线者(在圆筒内)所观察到的动生磁感应强度的具体计算过程。而不是传统的计算方法,传统的计算方法很武断,并没有从切割电力线产生动生磁场的角度来进行具体求算……
 [15楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/08/24 21:40 

那你就要自己置办仪器设备亲自去实验了,然后用公式拟合数据。我相信你仅凭计算是推导不出来的。就如同万有引力常量一样,目前没有直接计算公式。
 [16楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/08/24 21:46 

但是,结果的形式不会变,最多就是系数上有所不同
B=kμ0σωR
B正比于电荷面密度不会错、B正比于旋转角速度不会错、B正比于圆筒半径不会错。
 [17楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/08/24 22:33 

最终你可能会实验出一个无量纲数k,这是你能得到的最好的结果了,你也就演变成实验物理学家了。最终你能验证的是【16楼】的式子。
 [18楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/08/25 08:41 

你的题目是“如何具体计算表面均匀荷电的无限长自转圆筒所激发的磁感应强度矢”。你这句话中,包含了要求的B、“表面均匀荷电”包含了电荷面密度σ、“自转”包含了角速度ω、“圆筒”包含了半径R,此外不再含有其它物理量。我给出的式子也完全是按照这些物理量给出的,它是不会错的。我不相信这些物理量还能有其它的组合形式反映你所要的磁感应强度B。
 [19楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/08/25 08:41 

赵凯华、陈熙谋《电磁学》第三版P251.
 [20楼]  作者:liuliuliu123  发表时间: 2017/08/25 08:44 

对【1楼】说:
这个圆筒旋转不产生磁场。尽管它带动电荷旋转,在数学上可以看作是密绕的电流线圈。
圆筒内外的电场特性与圆筒旋转不旋转都是一样的。
 [21楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/08/25 09:44 

又出一个新理论。
 [22楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/08/25 09:57 

我估计老朱不会同意你的说法,我也不同意。
[楼主]  [23楼]  作者:541218  发表时间: 2017/08/25 10:07 

对【20楼】说:

你说的只是一种表观(平均)效果。

其实 电荷携带着自己的电力线只做平移(不改变方向) 。

再依据安培环路定理。具体计算出 磁感应强度B与已知参量(σ、e、μ、ω、R)的精辟关系;是否含有 ω²  ?

必须给出精辟的理由,荷具体的计算过程,而不是靠含糊其辞的猜测与定性拼凑 ?

 

 [24楼]  作者:liuliuliu123  发表时间: 2017/08/25 10:08 

试想,让圆筒旋转一个微小的角度Δθ,旋转前后空间的电场没有变化,当然不会有感生磁场,更不会有那个类似螺旋电流的磁场表达式。
 [25楼]  作者:liuliuliu123  发表时间: 2017/08/25 10:20 

再想,如果让空心圆筒的中心放一根轴,和圆筒是相互绝缘的,再让两者带上等电量的电荷,绕轴旋转圆筒。从圆筒周围的空间看,肯定没有电场(E=0),旋转圆筒和不旋转会出现什么?
[楼主]  [26楼]  作者:541218  发表时间: 2017/08/25 10:28 

对【16楼】说:

光凭正比是不够的,

 其实 电荷携带着自己的电力线只做平移(不改变方向) 。

再依据安培环路定理。具体计算出 磁感应强度B与已知参量(σ、e、μ、ω、R)的精辟关系;是否含有 ω²  ?

必须给出精辟的理由,荷具体的计算过程,而不是靠含糊其辞的猜测与定性拼凑 ?

你王普霖 说可能有个正比系数K,那么这系数k究竟是什么?必须指出这正比系数k的来龙去脉,伶牙俐齿  说得亚青齿白 

不许含糊其辞?似是而非,说得有理有据,不许靠拼凑与乱猜 ,给出具体计算过程 一步步的有理有据地推导计算过程

步步为营 环环相扣 ,不允许掺杂支支吾吾的拼凑的环节

总可以具体精辟地计算出来的而不是胡乱地定性的猜测与拼凑出来的  其系数k也必须交代清楚

利用电力线只做平移(方向不变性)的基本属性 ,再结合安培环路定理即可开始运用数学方法进行具体计算

 

 

 

[楼主]  [27楼]  作者:541218  发表时间: 2017/08/25 10:28 

对【24楼】说:
荷电圆筒自转过程,必然携带着其表面的电荷(表面电荷各自激发的电力线)做平动,且切割惯性空间的各个点,在惯性空间各个点将产生磁感应强度,这些磁感应强度由圆筒表面各个电荷在跟随圆筒自转过程都携带着自己的电力线进行平动,切割该点(同一点)各自产生的磁感应强度的矢量和,就是观察者所观察到的磁感强度,这个磁感强度的矢量和,在圆筒外处处等于零,在圆筒腔内处处相等,那么具体计算一下有这些电荷的电力线平动切割该点各自所产生的磁感强度 再进行定积分
 [28楼]  作者:liuliuliu123  发表时间: 2017/08/25 10:29 

一根长直的导线,让它上面的电荷移动(通电产生电流)导线周围会有磁场产生,但仅仅让它带上电荷,你平行它运动时你无论怎么也观测不到磁场。尽管它上面的电荷相对你运动数学上可以等效为一电流。
螺线电流和老朱的圆筒也就和这个一样。
 [29楼]  作者:liuliuliu123  发表时间: 2017/08/25 10:34 

磁场效应的本质是电场的空间变化率,电场在空间的分布没有变化率,磁场效应就不存在。
[楼主]  [30楼]  作者:541218  发表时间: 2017/08/25 10:34 

对【28楼】说:
你说的这种情况肯定能观察到磁场!

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