题目
两根很长的平行直导线,其间距离为a,与电源组成闭合回路,如图所示。已知导线上的电流为I,在保持I不变的情况下,若将导线间的距离增大,则空间的( )。一-|||-D.A、总磁能将增大B、总磁能将减少C、总磁能将保持不变D、总磁能的变化不能确定
两根很长的平行直导线,其间距离为a,与电源组成闭合回路,如图所示。已知导线上的电流为I,在保持I不变的情况下,若将导线间的距离增大,则空间的( )。
A、总磁能将增大
B、总磁能将减少
C、总磁能将保持不变
D、总磁能的变化不能确定
题目解答
答案
A. 总磁能将增大
解析
步骤 1:理解磁能与电流和距离的关系
磁能与电流的平方成正比,与导线间距离的平方成反比。公式为:$W = \frac{\mu_0 I^2}{2\pi} \ln\left(\frac{d}{a}\right)$,其中$W$是磁能,$\mu_0$是真空磁导率,$I$是电流,$d$是导线间距离,$a$是参考距离。
步骤 2:分析电流和距离变化对磁能的影响
题目中提到电流$I$保持不变,而导线间的距离$d$增大。根据磁能公式,当$d$增大时,$\ln\left(\frac{d}{a}\right)$的值会增大,因此磁能$W$也会增大。
步骤 3:得出结论
由于电流$I$不变,而导线间的距离$d$增大,根据磁能公式,总磁能将增大。
磁能与电流的平方成正比,与导线间距离的平方成反比。公式为:$W = \frac{\mu_0 I^2}{2\pi} \ln\left(\frac{d}{a}\right)$,其中$W$是磁能,$\mu_0$是真空磁导率,$I$是电流,$d$是导线间距离,$a$是参考距离。
步骤 2:分析电流和距离变化对磁能的影响
题目中提到电流$I$保持不变,而导线间的距离$d$增大。根据磁能公式,当$d$增大时,$\ln\left(\frac{d}{a}\right)$的值会增大,因此磁能$W$也会增大。
步骤 3:得出结论
由于电流$I$不变,而导线间的距离$d$增大,根据磁能公式,总磁能将增大。