9.2.14∗. Прямой провод имеет виток радиуса $R$. По проводу течет ток $I$. Определите индукцию магнитного поля в центре витка и на его оси на расстоянии $h$ от его центра.
Решение
Разобьём систему на отдельно провод и кольцо с током с соответствующими им полями $B_1$ и $B_2$
Из школьного курса известно, что поле бесконечного провода $$B_1 = \frac{\mu_0I}{2\pi l} = \frac{\mu_0 I}{2\sqrt{R^2 + h^2}}$$ Поле кольца мы находили в задаче 9.2.10: $$B_2 = \frac{\mu_0 I R^2}{2 (R^2 + h^2)^{3/2}}$$ Стоит отметить что $\vec{B_1}$ и $\vec{B_2}$ имеют разное направление, вектор $\vec{B_1}$ перпендикулярен плоскости точки и провода, а вектор $\vec{B_2}$ направлен вдоль оси. Несложно показать, что косинус угла между этими векторами $$\cos\gamma = \frac{R}{\sqrt{R^2+h^2}}$$ тогда