题目
边长为a的正方形导线回路载有电流I,则其中心处的磁感应强度为 .
边长为a的正方形导线回路载有电流I,则其中心处的磁感应强度为 .
题目解答
答案
2√2μ0Iπa
解析
步骤 1:确定中心点的磁感应强度
根据毕奥-萨伐尔定律,电流元产生的磁场与电流元到观察点的距离的平方成反比,与电流元到观察点的连线和电流元方向的夹角的正弦成正比。对于正方形导线回路,中心点的磁感应强度是四个边产生的磁场的矢量和。
步骤 2:计算单边的贡献
由于正方形的对称性,每个边在中心点产生的磁场大小相等,方向不同。每个边的贡献可以分解为垂直于边的分量和沿边的分量。沿边的分量相互抵消,垂直于边的分量叠加。
步骤 3:计算总磁感应强度
由于正方形的对称性,每个边在中心点产生的垂直于边的磁场分量大小相等,方向相同。因此,总磁感应强度是四个边的贡献的矢量和。
根据毕奥-萨伐尔定律,电流元产生的磁场与电流元到观察点的距离的平方成反比,与电流元到观察点的连线和电流元方向的夹角的正弦成正比。对于正方形导线回路,中心点的磁感应强度是四个边产生的磁场的矢量和。
步骤 2:计算单边的贡献
由于正方形的对称性,每个边在中心点产生的磁场大小相等,方向不同。每个边的贡献可以分解为垂直于边的分量和沿边的分量。沿边的分量相互抵消,垂直于边的分量叠加。
步骤 3:计算总磁感应强度
由于正方形的对称性,每个边在中心点产生的垂直于边的磁场分量大小相等,方向相同。因此,总磁感应强度是四个边的贡献的矢量和。