Question

В однорідному магнітному полі на тонких вертикальних дротиках однакової дожини підвішено прямолінійний провідник масою т = 10 г і довжиною 1 = 30 см. Індукція поля В = 0,25 Тл спрямована вер-тикально. Провідником тече струм силою І = 2 А. На який кут а від вертикалі відхиляться дротинки, які підтримують провідник? Масами дротинок знехтувати.

Answer 1

Для визначення кута відхилення дротинок, необхідно використати силу Ампера, яка виникає при проходженні струму через провідник у магнітному полі.

Сила Ампера визначається за формулою:

F = B * I * L * sin(a),

де: F - сила Ампера, B - індукція магнітного поля, I - сила струму, L - довжина провідника, a - кут між напрямом індукції магнітного поля і провідником.

В нашому випадку B = 0.25 Тл, I = 2 А, L = 0.3 м.

Сила Ампера може бути визначена як сила, що утримує провідник у рівновазі:

F = m * g,

де: m - маса провідника, g - прискорення вільного падіння.

Підставивши значення і позначення, отримаємо:

m * g = B * I * L * sin(a).

Оскільки масою дротинок знехтуємо, g можна замінити на невідому силу, що тримає дротики у рівновазі, тобто:

F = B * I * L * sin(a).

Для визначення кута a розв'яжемо це рівняння:

sin(a) = F / (B * I * L).

Підставимо відомі значення:

sin(a) = F / (0.25 Тл * 2 А * 0.3 м).

Обчислимо sin(a):

sin(a) = F / (0.15 Тл * 2 А).

Тепер можемо знайти кут a, застосувавши обернену функцію синуса:

a = arcsin(F / (0.15 Тл * 2 А)).

Отримаємо значення кута a, в якому відхиляться дротики, які підтримують провідник.