一无限长薄壁金属筒 沿轴线方向有均匀电流流通 面电流密度为j(A/m)。求单位面积筒壁受的磁力的大小和方向。
电流,方向,薄壁
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一无限长薄壁金属筒,沿轴线方向有均匀电流流通,面电流密度为j(A/m)。求单位面积筒壁受的磁力的大小和方向。
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设金属筒半径为R,表面上电流强度为I,则面电流密度
在筒壁上沿电流方向取长为h、宽为dl的条形面积,此面积上电流是直线电流,其大小为
在此面积内侧紧邻处无磁场,说明在该处此直线电流的磁场B1与筒壁上其他电流的磁场B2大小相等,方向相反(图15-21)。因此,在此面积外侧紧邻处,此直线电流的磁场B′1。(B′1=-B1)与筒壁其他电流的磁场B2大小相等,方向相同。该处合磁场的大小为

B=B′1+B2=2B2
又已知该处磁感应强度大小为
因此
小面积上电流方向与B2的方向垂直,故此面积筒壁受到的磁力大小为
此面积的大小为 dS=hdl
因此单位面积筒壁受的磁力大小为
方向垂直且指向轴线。
