2018年度 電験3種 上期 - 理論 - 問4 2018年度 理論 問4

円形コイルの中心軸上の磁界は、ビオ・サバールの法則より \(H(x) = \dfrac{I a^2}{2(a^2+x^2)^{3/2}}\) で表される。
これは \(x=0\) で最大値 \(\dfrac{I}{2a}\) をとり、\(x\) の増加とともに滑らかに減少し、\(x \to \pm\infty\) で 0 に近づく偶関数（左右対称の山型）である。選択肢(4)がこの形状を最も適切に表している。


グラフ選択では、式の形だけでなく図の対称性を読むのが決め手です。円形ループの中心軸上では \(x=0\) を中心に左右対称となり、中心で最大、左右へ離れるほど0へ近づくので、負側へ落ちる波形や非対称な波形は除外できます。