Условие задачи:

Проводник массой 5 г на метр длины, по которому течет ток силой в 10 А, расположенный перпендикулярно полю, оказался в состоянии невесомости. Какова индукция поля?

Задача №8.1.11 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

\(q_m=5\) г/м, \(I=10\) А, \(\alpha=90^\circ\), \(B-?\)

Решение задачи:

Схема к решению задачиНа проводник, по которому течет ток, в магнитном поле действует сила Ампера. Величину этой силы можно определить по следующей формуле:

\[{F_А} = IBl\sin \alpha \;\;\;\;(1)\]

Направление действия силы Ампера определяется правилом левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в нее, а четыре вытянутых пальца направить по току в проводнике, то большой палец, оставленный на 90°, покажет направление силы Ампера. Очевидно, что в нашем случае сила Ампера должна быть направлена вверх, чтобы скомпенсировать действие силы тяжести \(mg\). Поэтому, если линии магнитной индукции направлены к нам, то ток в проводнике должен течь справа налево.

Так как проводник оказался в невесомости, то запишем первый закон Ньютона в проекции на ось \(y\):

\[{F_А} = mg\]

Понятно, что здесь \(g\) — ускорение свободного падения, приближенно равное 10 м/с2.

Подставим в эту формулу выражение (1):

\[IBl\sin \alpha = mg\]

Если масса единицы длины проводника равна \(q_m\), то массу проводника \(m\) легко найти по формуле:

\[m = {q_m}l\]

Тогда:

\[IBl\sin \alpha = {q_m}lg\]

\[IB\sin \alpha = {q_m}g\]

Откуда индукция магнитного поля \(B\) равна:

\[B = \frac{{{q_m}g}}{{I\sin \alpha }}\]

Задача решена в общем виде, теперь подставим численные значения величин в формулу и посчитаем ответ:

\[B = \frac{{0,005 \cdot 10}}{{10 \cdot \sin 90^\circ }} = 0,005\;Тл = 5\;мТл\]

Ответ: 5 мТл.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Смотрите также задачи:

8.1.10 В однородном магнитном поле с индукцией 150 мТл на расстояние 1,2 м перемещается
8.1.12 Прямой проводник с током 1 А приобрел под действием перпендикулярного ему магнитного
8.1.13 На прямолинейный проводник длиной 40 см и током 20 А, расположенный под углом

Пожалуйста, поставьте оценку
( 2 оценки, среднее 5 из 5 )
Вы можете поделиться с помощью этих кнопок:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: