Question

两条互相垂直的长直导线距离为a，载有电流I1、I2，考虑I2上的一小段（-l2，l2），（l＜＜a），如图所示．

两条互相垂直的长直导线距离为a，载有电流I1、I2，考虑I2上的一小段（-l2，l2），（l＜＜a），如图所示．（1）求作用在这段导线上的合力；（2）如果导线可绕它们的连线a自由转动，他们将有怎样的位形？这个位形对应于系统有最大还是最小磁能？

Answer 1

（1）由安培定则可知，电流I₁在O′处的磁场的方向竖直向下，I₂受到的安培力在O′处的上方的力与下方的力大小相等而方向相反，所以作用在这段导线上的净力M=0，净力矩M′=-

μ0I1I2l3

24πa2

ey
（2）如果流有电流I₂的导线l₂可绕a转动，则最终l₂将与l₁平行，且l₂、l₁的流向一致．显然这个位置应是对应于磁能有最小值的位置．
答：（1）作用在这段导线上的合力是0；
（2）如果导线可绕它们的连线a自由转动，他们最终l₂将与l₁平行，且l₂、l₁的流向一致．显然这个位置应是对应于磁能有最小值的位置．