题目内容
【题目】两无穷大的平行平面上都有均匀分布的电流,面电流密度分别为
和
,
与
平行,它们的一部分如图所示。
![]()
(1)试求两面之间的磁感强度B;
(2)试求两面之外的磁感强度B;
(3)当
时结果如何?
(4)当
时结果如何?
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)两面间:
;
两面外:
。
【解析】
先计算一无穷大的平面上均匀分布着面电流密度为k的电流在离它r处产生的磁感强度B。
根据对称性,知这面电流产生的磁感强度B应与电流面平行而与电流成右手螺旋方向。据此,取安培环路L为长方形,长方形的面与k垂直,长为l的两对达分别处在k的两边,并与电流面平行,且到电流面的距离都是r,如图所示。于是由安培环路定理得
,
所以
。
考虑B的方向,便得
,
式中n为电流面密度的法线方向上的单位矢量。
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下面回到本题中来。
(1)设
为电流面法线方向上的单位矢量,由
指向
。根据前面的结论和磁感强度的叠加原理,得两面之间的磁感强度为
。 ①
(2)两面之外的磁感强度如图乙所示,
外达的磁感强度为
![]()
。 ②
外边的磁感强度为![]()
。 ③
(3)当
时,由以上三式得
两面间:
。
两面外:
外:
;
外:
。
(4)当
时,由式①②③得
两面间:
;
两面外:
。
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