Question

Прямий провідник довжиною 20 см і масою 50 г підвісили горизонтально на двох тонких нитках в однорідному магнітному полі, вектор індукції якого спрямований горизонтально й перпендикулярно до провідника. Який струм слід пропустити через провідник, щоб підвіс обірвався? Індукція магнітного поля 10 Тл; кожна нитка розривається під дією сили 0,5 Н. Прискорення вільного падіння 10 .

Answer 1

Ответ:

Правильна відповідь 250мА

Answer 2

Для визначення необхідного струму, щоб підвіс обірвався, спочатку розглянемо сили, які діють на підвіс.

У горизонтальному магнітному полі сила Лоренца, що діє на провідник, залежить від струму, вектора індукції магнітного поля і довжини провідника. Формула для сили Лоренца в даному випадку має вигляд:

F = BIL,

де F - сила Лоренца, B - індукція магнітного поля, I - струм і L - довжина провідника.

У цьому випадку, сила Лоренца повинна перебороти силу тяжіння провідника, щоб підвіс обірвався. Сила тяжіння обчислюється як:

F_g = mg,

де m - маса провідника і g - прискорення вільного падіння.

Таким чином, щоб підвіс обірвався, сила Лоренца повинна бути рівною силі тяжіння:

BIL = mg.

Підставимо відомі значення:

B = 10 Тл, I - шукаємо, L = 20 см = 0,2 м, m = 50 г = 0,05 кг, g = 10 м/с².

Після підстановки отримуємо:

10 Тл * I * 0,2 м = 0,05 кг * 10 м/с².

Поділимо обидві частини на 0,2 м:

10 Тл * I = 0,05 кг * 10 м/с² / 0,2 м.

Скоротимо однакові одиниці виміру:

10 Тл * I = 0,5 кг * 10 м/с².

Отримуємо:

I = 0,5 кг * 10 м/с² / 10 Тл.

I = 0,5 А.

Таким чином, необхідно пропустити струм 0,5 А через провідник, щоб підвіс обірвався.