EJU 2003 年第 1 回 物理 第 17 题

考点
电流产生的磁场
领域
电磁学
难度
中等
标准答案
⑥

解析摘要

标准解析

先反向再配平I除以距离

磁场为零要求两根导线在P产生的磁场方向相反、大小相等。先用右手定则判断方向:拇指沿M电流向上,在M左侧的P,磁场指向纸外。P也位于N左侧,若N电流同样向上,磁场仍向纸外,不能抵消;因此N电流必须向下,即沿vv方向。

再计算大小。足够长直导线的磁场为B=μ0I/(2πr)B=\mu_0I/(2\pi r),rr是观察点到该导线的距离。P到M为2 cm,到N则为2+4=62+4=6 cm,而不是导线间的4 cm。

相消大小条件是3/2=IN/63/2=I_N/6,使用同一距离单位即可,得到IN=9 AI_N=9\ \mathrm A。N离P是M的三倍远,需要三倍电流才能提供同样大小的磁场。

本题P位于两导线共同左侧,不在它们之间,所以相同电流方向会在P产生同向磁场。不要把“两平行同向电流的中间磁场可能相消”这一特殊位置结论搬到外侧。方向判断与距离计算各自独立,任何一个正确都不能替代另一个。

相消的是P处两个磁场,不是两根导线的电流本身。电流大小不同并不妨碍场相消,只要距离不同所造成的场强差恰好由电流比例补偿。

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