Question

В однорідному горизонтальному магнітному полі перпендикулярно до ліній індукції розташований горизонтальний провідник масою 50 г і довжиною 10 см. Яка сила струму повинна проходити по провіднику, щоб утримати його в рівновазі? Індукція поля 0,2 Тл, а прискорення вільного падіння рівне 10 м/с^2.

Answer 1

Объяснение:

Дано:

m=50г=0,05кг

L=10см=0,1м

В=0,2Тл

g=10м/с²

I-?

F=BIL

mg=BIL

I=(mg)/(BL)=(0,05*10)/(0,2*0,1)=25A

Answer 2

Щоб визначити силу струму, необхідну для утримання провідника в рівновазі в однорідному горизонтальному магнітному полі, ми можемо скористатися формулою Лоренца. Формула Лоренца описує силу, що діє на провідник, який перебуває в магнітному полі.

Формула Лоренца:

Сила, що діє на провідник, може бути визначена за допомогою формули Лоренца: F = I * L * B * sin(θ),

де: - F - сила, що діє на провідник (в ньютонах), - I - сила струму, що проходить через провідник (в амперах), - L - довжина провідника (в метрах), - B - індукція магнітного поля (в теслах), - θ - кут між напрямом струму та напрямом індукції магнітного поля.

В даному випадку, ми маємо горизонтальний провідник, розташований перпендикулярно до ліній індукції магнітного поля. Тому кут між напрямом струму та напрямом індукції магнітного поля дорівнює 90 градусам, а sin(90) = 1.

Визначення сили струму:

Застосуємо формулу Лоренца для визначення сили струму, необхідної для утримання провідника в рівновазі.

За даними, маса провідника дорівнює 50 г (або 0,05 кг), довжина провідника - 10 см (або 0,1 м), індукція поля - 0,2 Тл, а прискорення вільного падіння - 10 м/с².

Ми можемо використати другий закон Ньютона (F = m * a), щоб визначити силу, яка діє на провідник внизу. Ця сила повинна бути збалансована силою Лоренца, що діє на провідник вгорі.

Визначення сили, що діє на провідник внизу:

Сила, що діє на провідник внизу, може бути визначена за допомогою другого закону Ньютона: F = m * a,

де: - F - сила, що діє на провідник внизу (в ньютонах), - m - маса провідника (в кілограмах), - a - прискорення вільного падіння (в метрах за секунду в квадраті).

Визначення сили Лоренца:

Так як провідник перебуває в рівновазі, сила Лоренца, що діє на провідник вгорі, повинна бути рівною силі, що діє на провідник внизу.

Тепер ми можемо встановити рівність між силою Лоренца та силою, що діє на провідник внизу:

F = I * L * B * sin(θ) = m * a.

Визначення сили струму:

Тепер ми можемо вирішити це рівняння відносно сили струму (I):

I = (m * a) / (L * B * sin(θ)).

Підставимо відповідні значення:

- m = 0,05 кг, - a = 10 м/с², - L = 0,1 м, - B = 0,2 Тл, - sin(θ) = 1.

Підставляючи ці значення в рівняння, отримуємо:

I = (0,05 кг * 10 м/с²) / (0,1 м * 0,2 Тл * 1) = 25 А.

Тому, сила струму, яка повинна проходити через провідник, щоб утримати його в рівновазі, дорівнює 25 Ампер.