物理课程设计
基于VB下的螺线管轴向磁感应强度分布
计算
专业年级
09给排水
学生学号
0914020303  0914020317
学生姓名
顾宏璐            许晨
指导老师
张 爱 梅
二○一○年 十二 月
中国·南京
Visual Basic语言平台下螺线管轴向磁感应强度分布计算
  ——— 物理创新课程设计
09给排水3班（顾宏璐 许晨）
[摘 要]basic语言是应用软件吗
螺线管轴向磁场的测量及计算等是电磁学的一个重要内容，我们小组设计了这个螺线管轴向磁感应强度分布的计算程序，希望能更好的掌握长直螺线管轴向磁感应强度的分布以及加深理解磁场与电流的相互关系。
VB作为一款功能强大的面向对象的程序设计语言，运用已经推导好的数学公式和结论，我们可以编写程序我来实现的螺线管轴向磁场的测量及计算。本文将介绍一款基于VB下编写的纯文本简易计算器。
[关键词] 螺线管  毕奥—萨伐尔定律  VB  计算
基于VB下的螺线管轴向磁感应强度分布计算
一、 应用软件介绍
  Visual Basic语言是目前应用最为广泛，易学易用的面向对象的开发工具之一。它是一种可视化的、面向对象和采用事件驱动方式的结构化高级程序设计语言，可用于开发 Windows 环境下的各类应用程序。它的可设计化界面设计、简洁的语句、强大的功能、丰富的资源，以及它与Windows系统的深刻的渊源，使之越来越受到人们的青睐。Visual Basic 功能强大可以与 Windows 专业开发工具SDK相媲美。在Visual Basic环境下，可使用Windows内部的广泛应用程序接口（API）函数，动态链接库（DLL）、对象的链接与嵌入（OLE）、开放式数据连接（ODBC）等技术，可以高效、快速地开发Windows环境下功能强大、图形界面丰富的应用软件系统。
二、 载流长直螺线管内的磁感应强度分布原理
螺线管是由绕在圆柱体上的导线构成的，对于密绕的螺线管，可以看成是一列有共同轴线的圆形线圈的并排组合，因此一个载流长直螺线管轴线上某点的磁感应强度，可以从对各圆形电流在轴线上该点所产生的磁感应强度进行积分求和得到。
根据毕奥—萨伐尔定律，当线圈通以电流IM时，管内轴线上P点的磁感应强度为
  BP =1/2μO N IM（cosβ1-cosβ2）      ------------- (1)
其中μO为真空磁导率，μO=4π×10-7亨利/米，N为螺线管单位长度的线圈匝数，IM为线圈的电流强度，β1、β2分别为点P到螺线管两端的连线与轴线之间的夹角，如图（1）所示。 
图（1）
根据式（1），对于一个有限长的螺线管，在距离两端口等远的中心处轴上O点，
cosβ1=                ，cosβ2=
式中D为长直螺线管直径，L为螺线管长度。
磁感应强度为最大，且等于
          BO =  μ0NIM (              +                )
=μ0NIM                          --------------------（2）
由于本实验中的长直螺线管满足L>>D，则近似认为
BO =μO N IM                                                    ---------------------------------（3）
在两端口处，
cosβ1=            ，cosβ2=0
磁感应强度为最小，且等于
  B1 =  μ0NIM                            -------------（4）
同理，由于本实验仪所用的长直螺线管满足L>>D，则近似认为
B1 =  μ0NIM                            --------------（5）
由（4）、（5）式可知，B1 =1/2 BO
由右图所示的长直螺线管的磁力线分布可知，其内腔中部磁力线是平行于轴
线的直线系，渐近两端口时，这些直线变为从
两端口离散的曲线，说明其内部的磁场在很大一个
范围内是近似均匀的，仅在靠近两端口处磁感应强
度才显著下降，呈现明显的不均匀性。根据上面理
论计算，长直螺线管一端的磁感应强度为内腔中部磁感应强度的1/2。

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