题目
题2图中所示是一根很长的长直圆管形导体的横截面,内、外半径分别为-|||-a,b,导体内载有沿轴线方向的电流I,且I均匀地分布在管的横截面上.则导-|||-体内部距离中心轴线为r点 (alt rlt b) 的磁感应强度的大小为 __ 。-|||-b-|||-a
题目解答
答案
解析
本题考查安培环路定理在圆管形电流分布中的应用。关键点在于:
- 电流密度的计算:电流均匀分布在圆管截面上,需计算电流密度$J$;
- 包围电流的确定:在$a
- 对称性简化:利用磁场的环对称性,直接应用安培定理求解。
步骤1:计算电流密度$J$
电流$I$均匀分布在圆管截面(面积为$\pi(b^2-a^2)$),电流密度为:
$J = \frac{I}{\pi(b^2 - a^2)}$
步骤2:确定包围电流$I_{\text{enc}}$
在半径$r$($a
步骤3:应用安培环路定理
环路积分得:
$B \cdot 2\pi r = \mu_0 I_{\text{enc}}$
代入$I_{\text{enc}}$并整理:
$B = \frac{\mu_0 I (r^2 - a^2)}{2\pi r (b^2 - a^2)}$