题目
L 1细长密绕真实螺线管,通有电流I,对套在螺线管轴线外的环路做积分,oint _L overrightarrow B cdot d overrightarrow l= () A. 0B. mu _0 I C. - mu _0 I D. 无法确定
$$ L 1细长密绕真实螺线管,通有电流I,对套在螺线管轴线外的环路做积分,\oint \_L \overrightarrow B \cdot d \overrightarrow l= () $$
A. 0
B. $$ \mu \_0\ \ I $$
C. $$ - \mu \_0\ \ I $$
D. 无法确定
题目解答
答案
A. 0
解析
考查要点:本题主要考查对安培环路定理的理解,以及如何应用该定理分析螺线管外部磁场的环路积分。
解题核心思路:
- 明确安培环路定理的公式:$\oint \overrightarrow{B} \cdot d\overrightarrow{l} = \mu_0 I_{\text{enc}}$,其中$I_{\text{enc}}$是环路所包围的电流代数和。
- 分析环路位置:题目中环路$L$位于螺线管轴线外,需判断该环路是否包围螺线管中的电流。
- 关键结论:螺线管的电流沿轴线方向流动,环路$L$未包围任何电流($I_{\text{enc}} = 0$),因此积分结果为$0$。
步骤1:理解螺线管磁场特性
细长密绕螺线管的磁场分布特点:
- 内部磁场均匀且强,近似为$B = \mu_0 n I$($n$为单位长度匝数)。
- 外部磁场极弱,可忽略不计,类似于无限长直导线的外部磁场。
步骤2:应用安培环路定理
- 环路$L$位于轴线外,其包围的面积内没有电流通过(螺线管电流沿轴线方向,未穿过环路所围区域)。
- 因此,$I_{\text{enc}} = 0$,代入公式得:
$\oint_L \overrightarrow{B} \cdot d\overrightarrow{l} = \mu_0 \cdot 0 = 0.$
步骤3:排除干扰选项
- 选项B、C对应环路包围电流的情况(如通电螺线管内部),但本题环路在外部,故排除。
- 选项D“无法确定”与安培定理的确定性结论矛盾,排除。