Условие задачи:
Определить силу тока, протекающего по плоскому контуру площадью 5 см2, находящемуся в однородном магнитном поле с индукцией 0,5 Тл, если максимальный механический момент, действующий со стороны поля, равен 0,25 мН·м.
Задача №8.3.3 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»
Дано:
S=5 см2, B=0,5 Тл, Mmax мН·м, I-?
Решение задачи:
Если в однородное магнитное поле внести рамку (или плоский контур, что то же самое), по которой течет ток, то в общем случае на стороны рамки будут действовать силы Ампера. Эти силы создадут вращающий момент сил M, который можно найти по следующей формуле:
M = BIS\sin \alpha
В этой формуле B — индукция магнитного поля, I — сила текущего в рамке (контуре) тока, S — площадь рамки (контура), \alpha — угол между нормалью к плоскости контура и вектором магнитной индукции.
Очевидно, что максимальный магнитный момент будет наблюдаться тогда, когда угол \alpha между нормалью к плоскости контура и вектором магнитной индукции будет равен 90°, то есть плоскость контура будет параллельна линиям магнитной индукции (смотрите рисунок к задаче). Поэтому:
{M_{\max }} = BIS
Откуда искомая сила I равна:
I = \frac{{{M_{\max }}}}{{BS}}
Задача решена в общем, подставим данные задачи в формулу, переведя их в систему СИ, и посчитаем ответ:
I = \frac{{0,25 \cdot {{10}^{ — 3}}}}{{0,5 \cdot 5 \cdot {{10}^{ — 4}}}} = 1\;А
Ответ: 1 А.
Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.
Смотрите также задачи:
8.3.2 Поток магнитной индукции, пронизывающий плоскость квадрата, равен 0,2 Вб. Каким
8.3.4 Найти максимальный магнитный поток через прямоугольную рамку, вращающуюся
8.3.5 Определить индуктивность катушки, в которой возникает поток 0,12 Вб при силе тока