真空中有一半径为R的无限长直金属圆棒,通有电流I,若电流在导体横截面上均匀分布,求导体内磁感应强度的

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-05-03
把一无限长直导线弯成如图所示的形状,R为圆弧半径,通以电流I.求O点处磁感应强度大小与方向.(已知圆电流


利用毕奥萨伐尔定律。


为简便起见,可以等效地视为一根无限长直导线与一段反向导线,再加一段弧线电流组合而成。
长直导线的磁感应强度为B1=μ0I/(πR)。
弧线段部分产生的磁感应强度为B2=μ0I/(6R) 与B1方向相同。
直线段部分产生的磁感应强度为B3=μ0I/(2πR) 与B1方向相反。
所以P点处磁感应强度大小为μ0I/(2πR)+μ0I/(6R)。
扩展资料:

磁场中某点的磁感应强度B是客观存在的,与是否放置通电导线无关,定义式F=BIL中要求一小段通电导线应垂直于磁场放置才行,如果平行于磁场放置,则力F为零。
例子(单位:T)
原子核表面 约10^12;
中子星表面 约10^8;
星际空间 10^(-10);
人体表面 3*10^(-10)。
磁场方向即磁感应强度的方向,判定方法是放入检验小磁针北极所受磁场力的方向,也是小磁针稳定平衡时的方向。
通电导体受安培力方向可用左手定则:让磁感线垂直穿过左手手心,四指指向电流方向,并使拇指与四指垂直,拇指所指方向即通电导体所受磁场力(安培力)方向。
若磁感线不与电流方向垂直,则将磁感应强度分解到垂直于电流和平行于电流方向,对垂直于电流的分量应用上述左手定则即可,若平行,则不受安培力。可见,安培力垂直与磁感应强度和电流共同确定的平面。同向的电流相互吸引,反向的电流相互排斥。
B=F/IL=F/qv=Φ/S
F:洛伦兹力或者安培力;
q:电荷量;
v:速度;
E:电场强度;
Φ(=ΔBS或BΔS,B为磁感应强度,S为面积):磁通量;
S:面积;
L:磁场中导体的长度。
定义式:F=ILB。
表达式:B=F/IL。
参考资料来源:百度百科-磁感应强度

长直载流圆柱体分割成许多截面为s的无限长直线电流,每一直线电流的磁感应强度都分布在垂直于导体的平面内。
过场点P取垂直于导体的平面,点O是导体轴线与此平面的交点。在此平面内的导体截面上取关于OP对称分布的一对面元ds和ds,设dB和dB分别是以ds和ds'为截面的无限长电流和在P点产生的磁感应强度。
它们的合矢量dB+dB应沿以0为圆心、OP=r为半径、位于和导体垂直的平面内的圆I的切线,指向与电流方向成右螺旋关系。选择通过P点的同轴圆L作为积分的闭合路径,则



上式表明,在导体内部,B与r成正比。对导体外部的点P,r>R,I所围的电流即圆柱体上的总电流I,由安培环路定理有:



该式表明,在导体内部,B与r成反比。即长直载流圆柱体外部磁场B的分布与一无限长载流直导线的磁场的B分布相同。



扩展资料:
电荷q以速度v在磁场中运动时受到力f 的作用。在磁场给定的条件下,f的大小与电荷运动的方向有关 。当v 沿某个特殊方向或与之反向时,受力为零。
由正电荷所受最大力Fm的方向转向电荷运动方向 v 时 ,右手螺旋前进的方向 。定义了B之后,运动电荷在磁场 B 中所受的力可表为 F= QVB。
参考资料来源:百度百科-磁感应强度

应用安培环路定则,对于这个柱对称情形,可以写为B·2pi·r=u0·i(u0是真空磁导率,r是以轴心为心的环路圆半径,r《R)。
电流i=J·A,J=I/(pi·R^2),A=pi·r^2 。
整理可得B=u0·Ir/(2pi·R^2)

  • 真空中有一半径为R的无限长直金属圆棒,通有电流I,若电流在导体横截面上...
    答:应用安培环路定则,对于这个柱对称情形,可以写为B·2pi·r=u0·i(u0是真空磁导率,r是以轴心为心的环路圆半径,r《R)。电流i=J·A,J=I/(pi·R^2),A=pi·r^2 。整理可得B=u0·Ir/(2pi·R^2)
  • 一半径为R的无限长直圆筒,表面上均匀带电,沿轴线每单位长度所带的电荷...
    答:r>R,E×2πrl=λl /ε
  • 真空中有一半径为R的无限长空半圆柱面,均匀地带有面密度为60度的电荷...
    答:此题利用高斯定理作解答,高斯面是圆柱体半径为r,当r小于R时,所包电荷为0,所以E=0.当r大于R时,E=R*Po/r*e0,e0是真空中的介电常数。代入60即可。
  • 半径为r的长直金属圆柱体中,通过稳恒电流均匀分布在截面上…如图,求解...
    答:概念:由距长直导线轴垂直距离为r处的磁感应强度B=KI/r(其中K=μ0/2π),又电流密度J=I/πR^2。方法:采用填补法,假设这段圆柱没有被挖去,那么就可以考虑成两个部分,分别是一整个正的大圆柱(半径为R)和一...
  • 真空中有一半径为r 0 的带电金属球壳,若取无穷远处为零电势,通过其球心...
    答:BD 试题分析:由图可知,离球壳越远时电势越低,所以球壳带正电,选项A错误;r 1 、r 2 分别是该直线上A、B两点离球心的距离, 根据场强公式 知,图象斜率大小等于场强,则得A点的电场强度大于B点的电场强度,...
  • 无限长半径为R的圆柱导线中通有稳恒电流,强度为I,电流在导线截面上均...
    答:用麦氏方程中∮Hdl这个个公式算,不存在电场所以位移电流那项为0,∮Hdl=I‘,B=μ0H,就可以得出B=μ0I’/(2πr),r是距直导线的距离 1.当r≥R时,B=μ0I/(2πr)2.当r<R时,I’=jπr²=Iπr...
  • 真空中有半个无限长均匀带电圆柱面,截面半径为R,电荷面密度为σ,求中部...
    答:dE = σ R dθ / (2π ε0 R) = σ dθ / (2π ε0 )E = ∫dE . sinθ = ∫ (0, π) σ / (2π ε0 ) . sinθ dθ = σ / (π ε0 )
  • 一半径为R的均匀带电无限长直圆柱体,电荷体密度为+ρ,带电圆柱体内...
    答:一半径为R的均匀带电无限长直圆柱体,电荷体密度为+ρ,带电圆柱体内、外的电场分布如图:电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质。电场这种物质与通常的实物不同,它不是由分子原子所组成,但它是客观存在的,...
  • 在真空中,一半径为R的圆形线圈通以电流I,在其圆心处产生的磁感应强度大...
    答:在真空中,一半径为R的圆形线圈通以电流I,在其圆心处产生的磁感应强度大小为μI/(2R),该线圈的磁矩大小为IπR^2。磁感应强度是指描述磁场强弱和方向的物理量,是矢量,常用符号B表示,国际通用单位为特斯拉(符号为T...
  • 在真空中有一根无长的载流导线直圆管,内半径为a,外半径为b,电流强度...
    答:一半径为a的无限长直载流导线,沿轴向均匀地流有电流I若作一个半径为R=设真空磁导率为 0 运用磁场高斯定理,即∮BdL= 0ΣI ,则∮BdL= 0*I 用基本电流元的磁场强度计算公式为:B=I/(2*R^2)B:为磁感应强度 ...