電路與電磁學基礎
長0.5 m、半徑1 cm、匝數500匝的螺線管(視為夠長)通以2 A的電流。內部中央附近的磁通密度最接近下列哪一個?(真空中,μ0 = 4π×10⁻⁷ H/m)
- A約1.3 mT
- B約2.5 mT
- C約40 µT
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正確答案:B. 約2.5 mT
將安培定律應用於螺線管,內部磁場幾乎均勻,B = μ0nI(n:單位長度的匝數)。n = 500/0.5 m = 1000 m⁻¹,因此 B = 4π×10⁻⁷ × 1000 × 2 ≈ 2.51×10⁻³ T ≈ 2.5 mT。夠長的螺線管內部的磁通密度與半徑無關,外部磁場可視為幾乎為0。放入鐵芯時,在不發生磁飽和的範圍內,磁通密度會增加為相對導磁率的倍數。
- A. 約1.3 mT是用總匝數500取代單位長度匝數n計算的值。
- B. 正確。μ0 × 1000 m⁻¹ × 2 A ≈ 2.5 mT。
- C. 約40 µT是把半徑1 cm代入直線電流公式 μ0I/(2πr) 的值,沒有考慮匝數。