题目
例:两无限长载流直导线相互平行,距离为l,分别通以同方向等大电流I,点P到两直线距离相等,均为r,求P点磁感应强度。
例:两无限长载流直导线相互平行,距离为$l$,分别通以同方向等大电流$I$,点P到两直线距离相等,均为$r$,求P点磁感应强度。
题目解答
答案
根据题意,两根无限长平行导线在点P处产生的磁场分别为:
\[
B_1 = B_2 = \frac{\mu_0 I}{2\pi r}
\]
由于 $ B_1 $ 和 $ B_2 $ 方向相同(均垂直于纸面向里),总磁感应强度为:
\[
B = B_1 + B_2 = \frac{\mu_0 I}{\pi r}
\]
最终结果:点P处的磁感应强度大小为 $ \frac{\mu_0 I}{\pi r} $,方向垂直于纸面向里。
解析
本题考查的知识是无限长载流直导线产生的磁场以及磁场叠加原理。解题思路如下:
- 首先明确无限长载流直导线在距离为 $r$ 处产生的磁感应强度强度公式为 $B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r}$,其中 $\mu_0$ 是真空磁导率,$I$ 是导线中的电流,$r$ 是该点到导线的垂直距离。
- 然后根据题目条件,两根无限长平行导线在点 $P$ 处产生的磁场分别为 $B_1$ 和 $B_2$,且距离均为 $\frac{\mu_0 I}{2\pi r}$。
- 最后判断 $B_1$ 和 $B_2$ 的方向,由于两根导线通以同方向等大电流,根据右手螺旋定则,$B_1$ 和 $B_2$ 方向相同(均垂直于纸面向里),所以总磁感应强度为 $B = B_1 + B_2$。
- 进行计算总磁感应强度:
- 将 $B_1 = B_2 = \frac{\mu_0 I}{2\pi r}$ 代入 $B = B_1 + B_2$ 联立可得:
- $B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r} + \frac{\mu_0 I}{2\pi r} = \frac{\mu_0 I}{\pi r}$。