题目
【安培环路】如图,真空中平行的无限长载流-|||-直导线,电流均为I,方向垂直纸面向外,两导-|||-线间距离a,则(1)两电流中点P处的磁感应强-|||-度 B= __ (2)磁感应强度沿图-|||-D B.dl-|||-l-|||-中环路L的环路积分-|||-= __-|||-y-|||-P I-|||-⊙ x-|||-I (a,0)

题目解答
答案

解析
- 第一问:考查通电直导线产生的磁场。两根导线电流大小相等、方向相同,中点P到两导线的距离相等。根据对称性,两电流在P点的磁场方向相反,大小相等,矢量和为零。
- 第二问:考查安培环路定理。环路积分结果仅与环路内包围的电流代数和有关。若环路L仅包围一根导线,则积分结果为$\mu_0 I$。
第(1)题
确定磁场方向
根据安培定则,电流方向垂直纸面向外时,导线周围磁场方向为逆时针方向。
- 左侧导线在P点的磁场方向垂直纸面向外(右侧导线同理)。
- 右侧导线在P点的磁场方向垂直纸面向内。
磁感应强度叠加
两导线到P点的距离相等,电流大小相同,故磁场大小相等($B = \frac{\mu_0 I}{2\pi \cdot \frac{a}{2}}$),方向相反,矢量和为$0$。
第(2)题
应用安培环路定理
安培环路定理公式:
$\oint \overrightarrow{B} \cdot d\overrightarrow{r} = \mu_0 I_{\text{enc}}$
其中$I_{\text{enc}}$为环路内包围的电流代数和。
- 若环路L仅包围一根导线(如左侧导线),则$I_{\text{enc}} = I$,积分结果为$\mu_0 I$。
- 若环路包围两根导线,则$I_{\text{enc}} = I + I = 2I$,积分结果为$2\mu_0 I$。
根据题目答案,环路L仅包围一根导线。