题目
(本题3分)R-|||-I-|||-P一根无限长直导线通有电流I,在P点处被弯成了一个半径为R的圆,且P点处无交叉和接触,则圆心O处的磁感强度大小为____________________R-|||-I-|||-P _________,方向为__________________垂直纸面向里____________.
(本题3分)
一根无限长直导线通有电流I,在P点处被弯成了一个半径为R的圆,且P点处无交叉和接触,则圆心O处的磁感强度
大小为____________________
_________,方向为
__________________垂直纸面向里____________.
题目解答
答案
2分
垂直纸面向里. 1分
解析
步骤 1:确定直导线和圆环在O点产生的磁场
直导线在O点产生的磁场为$\dfrac{{\mu}_0I}{2\pi R}$,方向垂直纸面向里。圆环在O点产生的磁场为$\dfrac{{\mu}_0I}{2R}$,方向垂直纸面向里。
步骤 2:计算圆环对O点磁场的贡献
圆环对O点的磁场贡献为$\dfrac{{\mu}_0I}{2R}$,但因为圆环只占了半圆,所以实际贡献为$\dfrac{{\mu}_0I}{2R} \times \dfrac{1}{2} = \dfrac{{\mu}_0I}{4R}$。
步骤 3:计算总磁场
总磁场为直导线和圆环在O点产生的磁场之和,即$\dfrac{{\mu}_0I}{2\pi R} + \dfrac{{\mu}_0I}{4R} = \dfrac{{\mu}_0I}{2R}(1-\dfrac{1}{\pi})$。
直导线在O点产生的磁场为$\dfrac{{\mu}_0I}{2\pi R}$,方向垂直纸面向里。圆环在O点产生的磁场为$\dfrac{{\mu}_0I}{2R}$,方向垂直纸面向里。
步骤 2:计算圆环对O点磁场的贡献
圆环对O点的磁场贡献为$\dfrac{{\mu}_0I}{2R}$,但因为圆环只占了半圆,所以实际贡献为$\dfrac{{\mu}_0I}{2R} \times \dfrac{1}{2} = \dfrac{{\mu}_0I}{4R}$。
步骤 3:计算总磁场
总磁场为直导线和圆环在O点产生的磁场之和,即$\dfrac{{\mu}_0I}{2\pi R} + \dfrac{{\mu}_0I}{4R} = \dfrac{{\mu}_0I}{2R}(1-\dfrac{1}{\pi})$。