结构推理
试证:在一个均匀导体做成的柱体中,若沿轴向流过稳恒电流,则导体内电流密度矢量必处处相等。
【正确答案】要证明导体内的电流密度处处相等,需要分三步证明:第一步,沿轴向方向处处相等;第二步,沿径向方向处处相等;第三步,任意两点均相等。现分别证明如下:
(1)电流,密度沿轴向方向处处相等
设离轴线距离相同的两点1、2,如图1所示其电流密度分别为根据稳恒电流条件
图1
所以
(2)电流密度沿径向方向处处相等在任一垂直于轴的矢径上有3、4两点,如图2所示其电流密度分别为根据稳恒电场条件
图2
所以
(3)在导体中,任意两点的电流密度均相等如图3所示,因为
图3
所以
【答案解析】