Question

По горизонтальному проводнику длиной 10 см и массой 4 г проходит электрический ток силой 5 A. Найдите величину магнитной индукции поля, в который должен быть помещен этот проводник чтобы его сила тяжести сравнялась с силой Ампера. (Здесь и далее считать g=10 Н/кг)

Answer 1

BIL=mg
B=mg/IL
B=0,08 Тл

Answer 2

Сила Ампера, действующая на проводник длиной $l$ с током $I$ в магнитном поле с индукцией $B$, определяется формулой:

$$F = BIl,$$

где $F$ измеряется в ньютонах, $I$ в амперах, $l$ в метрах, а $B$ в теслах.

Сила тяжести проводника, длина которого равна $l=10,\text{см}=0.1,\text{м}$, масса $m=4,\text{г}=0.004,\text{кг}$ и находящегося в поле с индукцией $B$, определяется формулой:

$$F_g = mg = 0.004\,\text{кг}\cdot 10\,\text{Н/кг} = 0.04\,\text{Н}.$$

Следовательно, чтобы сила тяжести проводника сравнялась с силой Ампера, необходимо, чтобы выполнялось уравнение:

$$F_g = F = BIl,$$

откуда получаем выражение для индукции поля:

$$B = \frac{F_g}{Il} = \frac{0.04\,\text{Н}}{5\,\text{А}\cdot 0.1\,\text{м}} = 0.8\,\text{Тл}.$$

Ответ: величина магнитной индукции поля должна быть равна 0.8 Тл.