Question

Провідник довжиною 15см зі струмом силою 10А розміщений в магнітному полі,індукція якого 40мТл.Визначити роботу,виконану силою Ампера під час переміщення провідника на 20см

Answer 1

A=F*S=I*B*L*S=10*40*10^-3*0,15*0,2=12*10^-3 Дж

Answer 2

Для визначення роботи, яку виконує сила Ампера під час переміщення провідника в магнітному полі, спочатку знайдемо силу Лоренца, що діє на провідник.

Сила Лоренца, яка діє на провідник зі струмом, що перебуває в магнітному полі, визначається за формулою:

$F = B \cdot I \cdot l \cdot \sin(\theta)$

де:

• $F$ - сила Лоренца (Ньютона),
• $B$ - індукція магнітного поля (Тесла),
• $I$ - сила струму в провіднику (Ампери),
• $l$ - довжина провідника, який перебуває в магнітному полі (метри),
• $\theta$ - кут між напрямом струму та напрямом індукції магнітного поля (він завжди 90° для прямолінійного провідника, розміщеного перпендикулярно до поля).

У нашому випадку, $B = 40 \, \text{мТл} = 40 \times 10^{-3} \, \text{T}$, $I = 10 \, \text{А}$, $l = 15 \, \text{см} = 0.15 \, \text{м}$ (перетворимо в метри) і $\theta = 90°$ (провідник розміщений перпендикулярно до поля).

Тепер, знаючи значення індукції, сили струму і довжини провідника, можемо обчислити силу Лоренца:

$F = 40 \times 10^{-3} \, \text{T} \times 10 \, \text{А} \times 0.15 \, \text{м} \times \sin(90°)$

$F = 0.006 \, \text{Н}$

Тепер, робота, яку виконує сила Ампера під час переміщення провідника на 20 см, визначається як добуток сили Лоренца на відстань переміщення:

$\text{Робота} = F \times d$

де:

• $\text{Робота}$ - робота, виконана силою Ампера (Джоулі),
• $F$ - сила Лоренца (Ньютона),
• $d$ - відстань переміщення (метри).

$d = 20 \, \text{см} = 0.20 \, \text{м}$ (перетворимо в метри).

$\text{Робота} = 0.006 \, \text{Н} \times 0.20 \, \text{м}$

$\text{Робота} = 0.0012 \, \text{Дж}$

Таким чином, робота, виконана силою Ампера під час переміщення провідника на 20 см в магнітному полі, становить 0.0012 Джоулі.