Question

Квадратная рамка со стороной 10 см из алюминиевой проволоки находится в однородном магнитном поле с индукцией 1.5 Тл, линии которого направлены под углом 30° к плоскости рамки. Какую работу совершит сила Ампера, которая изменит форму рамки на кольцо, если по проволоке протекает постоянный ток 2 А. (Ответ запишите в виде числа, выраженного в мДж и округлите до целых.)

Answer 1

Ответ:

15 мДж

Объяснение:

Answer 2

Для расчета работы силы Ампера, сначала необходимо определить силу, которую она создает при изменении формы рамки на кольцо.

Сила Ампера, действующая на токовый контур, определяется по формуле:

F = B * I * l * sin(α),

где B - индукция магнитного поля, I - сила тока, l - длина контура, α - угол между направлением магнитного поля и направлением контура.

В данном случае, l = 4a, поскольку наша рамка состоит из четырех одинаковых сторон a = 10 см = 0,1 м.

Тогда, подставляя известные значения в формулу, получаем:

F = (1,5 Тл) * (2 А) * (4 * 0,1 м) * sin(30°) = = 0,3 Н * м * sin(30°) = = 0,3 Н * м * 0,5 = = 0,15 Н * м.

Работа силы Ампера определяется как произведение силы на перемещение контура:

W = F * 2 * π * r,

где r - радиус кольца.

Так как в нашем случае формирование кольца происходит из квадратной рамки, которая имеет сторону a = 10 см = 0,1 м, радиус кольца будет равен половине этой стороны:

r = a/2 = 0,1 м / 2 = 0,05 м.

Тогда:

W = (0,15 Н * м) * (2 * π * 0,05 м) = = 0,15 Н * м * 0,1 м.

Получаем окончательный ответ:

W = 0,015 Н * м.

Ответ: работа силы Ампера, которая изменит форму рамки на кольцо, равна 0,015 Н * м (выраженная в мДж, округленная до целых).