A-level 物理学（进阶物理学）/磁通量

一圈导线会产生磁通量。产生的磁通量取决于三个因素：导线圈数、流过导线的电流以及磁通量流过的物体的磁导率。因此

$\Phi =\Lambda NI$ ,

其中 Φ 是磁通量（以韦伯为单位，表示为 Wb），Λ 是磁导率（以 WbA⁻¹ 为单位），I 是电流（以 A 为单位）。这是感应的总磁通量。NI 是“电流匝数”。磁导率与磁导率（材料特性）之间的关系如下

$\Lambda ={\frac {\mu A}{L}}$ ,

其中 μ 是磁导率，A 是横截面积，L 是长度。永磁体就像线圈一样，只是不需要产生电流来维持磁通量。在较小的区域内，我们需要知道磁通密度 B。这是每单位面积的磁通量

$B={\frac {\Phi }{A}}$

因此

$\Phi =AB$

线圈周围的磁通量会发生变化 - ΛNI 仅给出总磁通量，而不是穿过特定区域的磁通量。为了说明这一点，我们使用磁力线。它们遵循以下规则

1. 磁力线从永磁体的北极流向南极。

2. 磁力线绕着远离你的电流线顺时针方向流动。

3. 磁力线从不接触、相交或交叉。

磁通量方向用箭头表示。磁通量有点像电，它必须有一个完整的回路。磁力线总是走磁导率最大的路线。铁 (Fe) 的磁导率大约是空气的 800 倍。因此，磁通量会穿过铁，而不是穿过空气。

问题

1. 一个圆形钢芯的横截面积为 9 cm²，长度为 0.5 米。如果钢的磁导率为 875 μNA⁻²，那么该芯的磁导率是多少？

2. 一圈绝缘导线绕在芯的顶部 60 匝，并通过线圈施加 9A 直流电。感应多少磁通量？

3. 假设所有磁通量都穿过芯，那么芯中任何一点的磁通密度是多少？

4. 画一个图，显示芯内的磁力线。