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球体内部被挖去一个半径为rr<R的同心球形空腔。
求空腔内部任意一点的磁感应强度B。
】
题目一出,阶梯教室里瞬间陷入了死一般的寂静。
许嘉诚的眉头立刻锁紧。
这道题看似是常规的电磁学问题,但那个“球形空腔”
的出现,瞬间让对称性被破坏。
单凭安培环路定理与对称性,已经不足以直接定出B的分布与幅值!
杜飞停下了敲击键盘的手,抬头看了一眼题目,帽檐下的嘴角勾起一抹冷笑,似乎觉得这题侮辱了他的计算能力。
他拿出草稿纸,直接开始建立球坐标系,准备用毕奥-萨伐尔定律进行暴力积分。
而周衍则推了推眼镜,在笔记本上写下了四个字:
“叠加原理”
。
他身边的许嘉诚也瞬间反应过来,一拍大腿,低声骂了一句:
“有陷阱!
这题考的是等效思想!”
他立刻在草稿纸上画了两个球,一个大球带正电,一个小球带负电,将两者同心叠加,完美地构造出了一个带空腔的带电球体模型。
问题,瞬间被简化为了两个完整带电旋转球体磁场的矢量叠加!
“漂亮!”
许嘉诚忍不住赞叹一声,抬头看了一眼周衍。
两人相视一笑,英雄所见略同。
就在他以为自己已经抓住了最优解,准备下笔时,眼角的余光却瞥见,第一排的卫骁,已经写完了答案,依旧是那副背脊挺直的模样。
“卫骁,你已经写完了?”
钱立群身为去年的带队老师,显然认识卫骁,“那你上来给大家讲讲吧。”
“可以。”
卫骁走上讲台,没有用任何冗长的等效图。
她只是在黑板上写了几行干净的式子??
J=ρω×r
她根本没有去算什么磁场,而是直接从“电流密度”
入手,把旋转的带电球体,从物理图像上,直接等效成了一块均匀磁化的、永磁铁!
这个思维方式,明显站在了更高的维度上。
很快,卫骁就在黑板上写下了答案:
B_cavity=13μ?ρωR?-r?z?。
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