
(2022·北京丰台·二模)场是看不见、摸不着的,但我们却可以根据它表现出来的性质去认识它、研究它;我们也常采用类比的方法去研究和认识不同的场。
(1)真空中静止的点电荷,电荷量为Q,在与其相距为的位置产生的场强为E,请用电场强度的定义和库仑定律推导;
(2)1821年,安培分子电流假说开启了近代磁学,认为磁性源于运动的电荷,科学的发展证实了电流元在空间可以形成磁场。根据电流元周围存在磁场,小鑫同学大胆猜想:两电流元之间存在相互作用的磁场力F,可能与两点电荷间的静电力类似。如图甲所示,通有电流I1、I2的两根导线平行放置且电流均向上,设和
分别表示导线上A、B两点处的电流元,A、B两点相距为r。(说明:若需常量可用Km表示)
a.请你根据小鑫同学的猜想,写出两电流元间相互作用的磁场力大小F;
b.请类比电场强度的定义方法写出在距电流元为r处B点的磁感应强度的大小,并由安培定则判断B点磁感应强度的方向;
c.如图乙所示,环形电流可以视为是由许多段的电流元组成,假设半径为r的圆环形导线通有电流为I,试求在圆心O处产生的磁感应强度B。
【答案】(1)见解析;(2)a. ;b.
,垂直纸面向里;c.
【知识点】点电荷与均匀球体(球壳)周围的场强
、磁感应强度的矢量性与叠加
该题有详细解析可以查阅
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