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图所示为一沿轴向磁化的介质棒。试用安培环路定理和磁场的高斯定理证明:
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图所示为一沿轴向磁化的介质棒。试用安培环路定理和磁场的高斯定理证明:
参考答案
从对称性分析可知,在中垂面附近,H的方向是平行于轴线的。过1,2两点作一扁平矩形环路,如图所示,矩形的宽度△l比高度△h大得多,根据安培环路定理,有
H1·△l1+H2·△l2=0
因
△l1=-△l2
所以,可得
H1·△l1-H2·l1=0
即
H1=H2
这表示1,2两点的H大小相等方向相同。
再根据H的定义式可得
B1=μ0H1+μ0M
B2=μ0H2=μ0H1
可见
B1≠B2$同样从对称性分析可知,轴线附近的磁场是沿轴线方向的。过端面内外的3,4两点作一扁盒状高斯面,其高度远小于底面半径,根据磁场的高斯定理,知
-B3△S+B4△S=0
第一项中的负号是因为B3的方向与△S相反。从上式得
B3=B4
说明3,4两点的B相等。
再根据H的定义,得