Магнетизм. Новиков С.М. - 16 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

ο
μ
4π
e
B
=
r
2
ee e
qV e
L
×
r
r
.
С учетом отрицательного знака заряда электрона направление его магнит-
ного поля совпадает с направлением магнитного поля протона.
Заряд протона численно равен заряду электрона
pe
qqe
=
−=. Поэтому по
величине оба вектора тоже равны:
ο
pe
μ
4π
BB
=
=⋅
2
sin α
eV
L
.
Используя заданные в условии значения b и L , можно определить sinα:
2
cos α
2
bb
L
L
==,
2
2
2
sin α 1cosα 1
4
b
L
=− =− .
Тогда результирующее поле можно рассчитать по формуле
ο
pe
μ
2
4π
BB B=+=
2
eV
L
2
2
1
4
b
L
.
После расчета получим B = 45,4 мТл.
Пример 5
Длинный провод с током I = 50
А изогнут под углом 120
о
(рис. 3.3).
Определить магнитную индукцию в
точке А, расположенной на бисек-
трисе на расстоянии d = 5 см от уг-
ла.
A
d
I 60° I
60°
Рис. 3.3.
Решение
В соответствии с принципом суперпозиции магнитных полей магнитная
индукция в точке А будет равна векторной сумме магнитных индукций
1
B
r
и
2
B
r
полей, создаваемых прямыми участками, т.е.
12
B
BB
=
+
r
rr
.
Учтем, что для всех участков провода векторное произведение
r
dl e×
r
r
r
имеет
одно направление, перпендикулярное плоскости рисунка. Поэтому суммирова-
ние и интегрирование можно производить в скалярной форме: B = B
1
+ B
2
. Маг-
нитную индукцию поля каждого из прямых участков найдем с помощью фор-
мулы (3.3)
, приняв для правого участка ϕ
1
= 0
о
(т.к. можно считать, что правый
конец провода находится в бесконечности), ϕ
2
= 60
о
(см. рис. 3.2). Тогда
οο
1
οο
μμ
3
(cos0 cos60 )
4π 4π 2
I
I
B
rr
+°=,
где
o
sin 60rd=⋅ °. Таким образом для левого участка ϕ
1
= 60
о
, а ϕ
2
= 0
о
. Соот-
ветственно
                                           r
                               r μ ο qe ⋅ Ve × ere
                               Be =    ⋅           .
                                    4π     L2
   С учетом отрицательного знака заряда электрона направление его магнит-
ного поля совпадает с направлением магнитного поля протона.
   Заряд протона численно равен заряду электрона qp = −qe = e . Поэтому по
величине оба вектора тоже равны:
                                       μ e ⋅V
                             Bp = Be = ο ⋅ 2 sin α .
                                       4π L
   Используя заданные в условии значения b и L , можно определить sinα:
                       b2 b                     2       b2
                cosα =   =    ,  sin α = 1 − cos α = 1 − 2 .
                       L   2L                           4L
   Тогда результирующее поле можно рассчитать по формуле
                                      μ e ⋅V         b2
                       B = Bp + Be = 2 ο ⋅ 2       1− 2 .
                                      4π L           4L
   После расчета получим B = 45,4 мТл.


    Пример 5
     Длинный провод с током I = 50
А изогнут под углом 120о (рис. 3.3).                           A
Определить магнитную индукцию в                      d
точке А, расположенной на бисек-              I    60°             I
трисе на расстоянии d = 5 см от уг-                      60°
ла.                                                  Рис. 3.3.

                                       Решение
   В соответствии с принципом суперпозиции магнитных полей магнитная       r    r
индукция в точке А будет равна векторной сумме магнитных индукций B1 и B2
полей, создаваемых прямыми участками,  r rт.е. r
                                      B = B1 + B2 .
                                                                      r r
   Учтем, что для всех участков провода векторное произведение dl × err имеет
одно направление, перпендикулярное плоскости рисунка. Поэтому суммирова-
ние и интегрирование можно производить в скалярной форме: B = B1 + B2. Маг-
нитную индукцию поля каждого из прямых участков найдем с помощью фор-
мулы (3.3), приняв для правого участка ϕ1 = 0о (т.к. можно считать, что правый
конец провода находится в бесконечности), ϕ2 = 60о (см. рис. 3.2). Тогда
                              μ I                   μ I 3
                          B1 = ο (cos0° + cos60°) = ο ⋅ ,
                              4πrο                  4πrο 2
где ro = d ⋅ sin 60° . Таким образом для левого участка ϕ1 = 60о, а ϕ2 = 0о. Соот-
ветственно