于欣峰刘义东刘普生王建东吴 喆（电子科技大学微电子与固体电子学院，四川成都 60054；电子科技大学物理电子学院，四川成都 60054）



有限长螺线管的磁场分布和漏磁现象的再探索

于欣峰1刘义东2刘普生2王建东2吴 喆2
（1电子科技大学微电子与固体电子学院，四川成都 610054；2电子科技大学物理电子学院，四川成都 610054）

摘 要为了辅助大学物理电磁学教学，加深学生对螺线管模型的理解，本文采用毕奥－萨伐尔定律给出有限长螺线管在空间的磁场的具体数学表达式，并绘制出磁力线和磁感应强度分布．在获得磁场分布的基础上，本文还深入研究螺线管侧壁的漏磁，并提出相对磁通量的概念来描述漏磁．本文的研究结果表明，螺线管长度约等于直径时侧壁的漏磁最严重，约为螺线管中心横截面上最大磁通量的40%．本文结论对螺线管的工程应用和大学物理电磁学教学中螺线管的模型的深入理解有一定的价值．

关键词大学物理教学；有限长螺线管；磁场分布；漏磁

1 问题的提出

螺线管是大学物理电磁学中的重要模型［1］，但是在大学物理电磁学的教学中常常将螺线管视为无限长以方便计算，此时忽略了螺线管的边缘效应．而学生往往期望知道有限长螺线管的磁场分布．另外，很多大学物理教材常常用图1所示的有限长螺线管的磁力线图形来定性描述磁力线与电流的关系，缺乏更深入的分析．虽然目前已经有很多论文［2－5］研究有限长的螺线……