Question

Срочно нужна помощь. 100 балов Виток, по которому течет ток I = 20 А, свободно установился в однородном магнитном поле с индукцией В = 16 мТл. Диаметр витка d = 10 см. Определить работу А, которую нужно совершить, чтобы повернуть виток на угол α =90° относительно оси, совпадающей с диаметром витка.

Answer 1

відповідь в фото і пояснення

Answer 2

Для определения работы, которую нужно совершить, чтобы повернуть виток на угол α = 90° относительно оси, сначала рассмотрим силу, действующую на виток в магнитном поле. Затем найдем работу, используя формулу для механической работы.

Сила Лоренца, действующая на виток с током, в магнитном поле определяется следующим образом:

F = B * I * L * sin(α),

где: F - сила Лоренца, B - индукция магнитного поля, I - сила тока в витке, L - длина витка (в данном случае это диаметр витка d), α - угол между направлением силы и магнитным полем.

В данном случае α = 90°, поэтому sin(90°) = 1.

Теперь мы можем выразить силу F:

F = B * I * d.

Теперь найдем работу W, совершаемую при повороте витка на 90°:

W = F * d * α,

где: W - работа, F - сила Лоренца, d - длина перемещения (в данном случае это диаметр витка d), α - угол поворота (α = 90°).

Подставляем выражение для F и значения:

W = (B * I * d) * d * 90°.

Теперь подставляем известные значения: B = 16 мТл (1 мТл = 0,001 Тл), I = 20 А, d = 10 см (0,1 м).

W = (0,016 Тл * 20 А * 0,1 м) * 0,1 м * 90°.

Теперь рассчитаем эту работу:

W = (0,016 * 20 * 0,1) * (0,1 * π/2) Дж, W = 0,032 Дж * (π/20), W ≈ 0,049 Дж.

Таким образом, работа, которую нужно совершить, чтобы повернуть виток на угол α = 90° относительно оси, составляет приблизительно 0,049 Дж (джоулей).