図のように、真空中に置かれた無限に長い直線状導体A、B、Cに電流I［A］を流したところ、導体Aにx軸方向の力が働いた。導体Aの長さ1mの部分にかかる電磁力の大きさ［N］はどれか。ただし、A、B、Cは、xy平面上のy軸と平行に距離a［m］を隔てて置かれており、真空の透磁率をμ₀［H/m］とする。（図参照）
- x軸方向に −3μ₀I²/(4πa)
- x軸方向に −μ₀I²/(4πa)
- 0
- x軸方向に μ₀I²/(4πa)
- x軸方向に 3μ₀I²/(4πa)
正解4
正解は「4」。平行導体間に働く力は F＝μ₀I²/(2πd) で、電流の向きが同じなら引力、逆なら斥力です。AとBは距離a・同じ向きなので μ₀I²/(2πa) の引力、AとCは距離2a・逆向きなので μ₀I²/(2π×2a)＝μ₀I²/(4πa) の斥力です。向きが逆なので差をとり、μ₀I²/(2πa)−μ₀I²/(4πa)＝μ₀I²/(4πa) がB側（x軸方向）に働きます。