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A~D,哪一条曲线表示B-x的关系( )圆筒-|||-11A.圆筒-|||-11B.圆筒-|||-11C.圆筒-|||-11D.圆筒-|||-11
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A~D,哪一条曲线表示B-x的关系( )
A.
B.
C.
D.
题目解答
答案
A
解析
步骤 1:理解问题背景
题目描述了一个空心长圆筒形导体,其中电流均匀分布,产生磁场。我们需要确定磁场B与x坐标轴的关系,其中x坐标轴垂直于圆筒轴线,原点在中心轴线上。
步骤 2:应用安培环路定理
根据安培环路定理,磁场B与电流I的关系为:\( \oint \mathbf{B} \cdot d\mathbf{l} = \mu_0 I_{enc} \),其中\( I_{enc} \)是穿过环路的电流。对于空心圆筒,当x坐标在圆筒内部时,\( I_{enc} = 0 \),因此B=0;当x坐标在圆筒外部时,\( I_{enc} = I \),B与x成反比。
步骤 3:分析曲线
根据上述分析,当x在圆筒内部时,B=0;当x在圆筒外部时,B与x成反比。因此,B-x的关系曲线在x=0处为0,然后随着x的增加而减小,符合反比关系。
题目描述了一个空心长圆筒形导体,其中电流均匀分布,产生磁场。我们需要确定磁场B与x坐标轴的关系,其中x坐标轴垂直于圆筒轴线,原点在中心轴线上。
步骤 2:应用安培环路定理
根据安培环路定理,磁场B与电流I的关系为:\( \oint \mathbf{B} \cdot d\mathbf{l} = \mu_0 I_{enc} \),其中\( I_{enc} \)是穿过环路的电流。对于空心圆筒,当x坐标在圆筒内部时,\( I_{enc} = 0 \),因此B=0;当x坐标在圆筒外部时,\( I_{enc} = I \),B与x成反比。
步骤 3:分析曲线
根据上述分析,当x在圆筒内部时,B=0;当x在圆筒外部时,B与x成反比。因此,B-x的关系曲线在x=0处为0,然后随着x的增加而减小,符合反比关系。