题目
[题目]磁场由沿空心长圆筒形导体的均匀分布的-|||-电流产生,圆筒半径为R,x坐标轴垂直圆筒轴-|||-线,原点在中心轴线上。图 backsim D, 哪一条曲线表-|||-示 -x 的关系 ()-|||-圆筒-|||-1-|||-x-|||-B-|||-A.-|||-o R x-|||-A B-|||-B.-|||-o R x-|||-B-|||-C.-|||-o R x-|||-、B-|||-D.-|||-o R

题目解答
答案

解析
本题考查磁场的分布规律,核心在于应用安培环路定理分析不同区域的磁场。关键点在于:
- 电流分布:电流均匀分布在空心圆筒的侧面上(即半径为$R$的圆环上)。
- 对称性分析:磁场具有圆柱对称性,环路积分时只需考虑同心圆路径。
- 分区域讨论:
- $x < R$区域:闭合回路包围的电流为$0$,磁场$B=0$。
- $x \geq R$区域:闭合回路包围全部电流,磁场$B$与$x$成反比。
区域划分与磁场分析
-
$x < R$(圆筒内部)
电流仅分布在半径$R$的圆环上,内部无电流穿过闭合回路,根据安培定理:
$\oint B \cdot dl = \mu_0 I_{\text{enc}} = 0 \implies B = 0.$ -
$x \geq R$(圆筒外部)
闭合回路包围全部电流$I$,由安培定理:
$B \cdot 2\pi x = \mu_0 I \implies B = \frac{\mu_0 I}{2\pi x}.$
磁场与$x$成反比。
选项匹配
- 选项A:$x < R$时$B=0$,$x \geq R$时$B$随$x$减小,符合推导结果。
- 其他选项:
- 选项B、C、D在$x < R$时$B$不为零或$x \geq R$时$B$变化规律不符。