2.28电流通过无限长直导体时,下列哪些叙述是错误的?( )

这是一道关于**无限长直导体周围磁场分布规律**的物理题。我们需要根据安培环路定理（或毕奥-萨伐尔定律）推导出的公式来分析各个选项。 ### 1. 核心物理原理 对于无限长直导线，其周围某点的磁场强度 $H$（或磁感应强度 $B$）与电流 $I$ 和该点到导线中心的距离 $r$ 的关系如下： $$ H = \frac{I}{2\pi r} $$ 或者使用磁感应强度 $B$（在真空中 $B = \mu_0 H$）： $$ B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r} $$ 从公式可以看出： 1. **磁场强度 $H$ 与电流 $I$ 成正比**。 2. **磁场强度 $H$ 与距离 $r$ 成反比**（即 $H \propto \frac{1}{r}$）。 3. 在以导线为轴心的同一圆柱面上（即距离 $r$ 相等），磁场强度的大小是相等的（具有轴对称性）。 --- ### 2. 选项逐一分析 * **A. 距导体中心距离相等的点上,其磁场强度也相等** * **分析**：根据公式 $H = \frac{I}{2\pi r}$，当电流 $I$ 一定时，只要距离 $r$ 相同，磁场强度 $H$ 的大小就相同。这是无限长直导线磁场的轴对称特性。 * **结论**：叙述**正确**。 * **B. 距导体中心距离增大为2倍时,其磁场强度减小到1/4** * **分析**：根据反比关系 $H \propto \frac{1}{r}$。 * 初始状态：$H_1 = \frac{I}{2\pi r}$ * 距离变为 $2r$ 时：$H_2 = \frac{I}{2\pi (2r)} = \frac{1}{2} \cdot \frac{I}{2\pi r} = \frac{1}{2} H_1$ * 磁场强度应减小到原来的 **1/2**，而不是 1/4。（注：如果是点电荷电场或点光源光照度，才是平方反比关系，即1/4，但直线电流磁场是一次反比关系）。 * **结论**：叙述**错误**。 * **C. 距导体中心距离增大为2倍时,其磁场强度减小到1/2** * **分析**：同上分析，距离 $r$ 变为 $2r$，磁场强度 $H$ 变为原来的 $1/2$。 * **结论**：叙述**正确**。 * **D. 当导体中的电流增大到2倍时,其磁场强度增大到2倍** * **分析**：根据正比关系 $H \propto I$。 * 初始状态：$H_1 = \frac{I}{2\pi r}$ * 电流变为 $2I$ 时：$H_2 = \frac{2I}{2\pi r} = 2 \cdot \frac{I}{2\pi r} = 2 H_1$ * 磁场强度确实增大到原来的 2 倍。 * **结论**：叙述**正确**。 --- ### 3. 最终结论 题目要求选出**错误**的叙述。 * A、C、D 均为正确的物理描述。 * B 选项错误地使用了平方反比律，而直线电流磁场遵循的是一次反比律。 因此，正确答案是 **B**。