Question

Прямолинейный проводник длиной 20 см, массой 80 г и сопротивлением 0,01 Ом лежит на горизонтальной поверхности . Проводник подключен к источнику тока с ЭДС 1,5 В и внутренним сопротивлением 0,05 Ом. Найти минимальный вес проводника в горизонтальном однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл.

Answer 1

Проводник лежит горизонтально, вектор магнитной индукции тоже направлен горизонтально. Минимальный вес будет только в том случае, если вектор магнитной индукции будет перпендикулярен вектору направления тока в проводнике. В этом случае сила Ампера будет направлена вверх.
Общий вес в данном случае будет P=mg-Fa; Fa=IBLsina; sina=1, т.к. a=90 градусов.
По закону Ома сила тока в проводнике будет I=E/(R+r); I=1.5/(0.01+0.05)=25 А;
P=80*10⁻³·10 - 25*0.1*0.2=0.3 Н
Ответ: P=0.3 Н 

Answer 2

Задача: Найти минимальный вес проводника в горизонтальном однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл.

Дано: - Длина проводника (L) = 20 см = 0,2 м - Масса проводника (m) = 80 г = 0,08 кг - Сопротивление проводника (R) = 0,01 Ом - ЭДС источника тока (ε) = 1,5 В - Внутреннее сопротивление источника тока (r) = 0,05 Ом - Индукция магнитного поля (B) = 0,1 Тл

Решение:

1. Найдем силу тока (I), протекающего по проводнику, с использованием закона Ома:

V = I * (R + r)

где V - напряжение на источнике тока (V = ε), R - сопротивление проводника, r - внутреннее сопротивление источника тока.

Подставляем известные значения:

1,5 В = I * (0,01 Ом + 0,05 Ом)

1,5 В = I * 0,06 Ом

I = 1,5 В / 0,06 Ом

I ≈ 25 А

2. Найдем силу, действующую на проводник в магнитном поле, используя формулу:

F = B * I * L

где B - индукция магнитного поля, I - сила тока, L - длина проводника.

Подставляем известные значения:

F = 0,1 Тл * 25 А * 0,2 м

F = 0,5 Н

3. Найдем минимальный вес проводника, используя второй закон Ньютона:

F = m * g

где F - сила, действующая на проводник в магнитном поле, m - масса проводника, g - ускорение свободного падения (примем его равным 9,8 м/с²).

Подставляем известные значения:

0,5 Н = 0,08 кг * 9,8 м/с²

0,5 Н = 0,784 Н

Отсюда получаем, что минимальный вес проводника в горизонтальном однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл составляет примерно 0,784 Н.