题目
图中两导线中的电流均为8A,对图示的三条闭合曲线a,b,c,分别写出安培环路定理等式右边电流的代数和。并讨论:(1)在各条闭合曲线上,各点的磁感应强度的大小是否相等?(2)在闭合曲线c上各点的是否为零?为什么?
图中两导线中的电流均为8A,对图示的三条闭合曲线a,b,c,分别写出安培环路定理等式右边电流的代数和。并讨论:
(1)在各条闭合曲线上,各点的磁感应强度
的大小是否相等?
(2)在闭合曲线c上各点的
是否为零?为什么?

题目解答
答案
安培环路定理等式右边电流的代数和:



(1)在各条闭合曲线上,各点的磁感应强度
的大小不相等。
(2)在闭合曲线c上各点的
不为零,因为的环路积分为零,而非每点
。
解析
考查要点:本题主要考查对安培环路定理的理解,特别是如何确定闭合回路包围的电流代数和,以及磁场分布的对称性分析。
解题核心思路:
- 安培环路定理公式为:$\oint \overline{B} \cdot d\overline{l} = \mu_0 I_{\text{enc}}$,其中$I_{\text{enc}}$是回路内包围的电流代数和。
- 电流方向:需根据右手螺旋定则判断电流的正负。若电流方向与回路环绕方向一致(进入纸面),则为正;反之为负。
- 磁场对称性:若回路不对称或存在多个电流源,环路上各点的磁感应强度大小可能不相等。
破题关键点:
- 确定每条回路包围的电流:根据回路位置判断是否包含导线,以及电流方向。
- 分析磁场叠加:多电流共同作用时,磁场为矢量和,但安培积分仅与总电流代数和相关。
安培环路定理等式右边电流的代数和
- 闭合曲线a:仅包围电流为$+8\text{A}$的导线(假设电流方向进入纸面),故$I_{\text{enc}} = +8\text{A}$,对应积分结果为$8\mu_0$。
- 闭合曲线b:仅包围电流为$+8\text{A}$的另一导线(假设电流方向相同),故$I_{\text{enc}} = +8\text{A}$,对应积分结果为$8\mu_0$。
- 闭合曲线c:不包围任何导线,故$I_{\text{enc}} = 0$,对应积分结果为$0$。
问题(1)分析
- 磁场对称性:若回路不对称或存在多个电流源,磁场强度在环路上各点可能不同。例如,曲线a和b若为非对称形状,或曲线c受两导线磁场叠加影响,均会导致磁感应强度大小不相等。
问题(2)分析
- 环路积分与局部磁场的关系:$\oint \overline{B} \cdot d\overline{l} = 0$仅说明磁场的环量为零,但不能推出每一点的$\overline{B}=0$。例如,曲线c可能受两导线磁场叠加,局部$\overline{B}$非零,但切向分量的积分相互抵消。