Какова должна быть сила тока в проводнике длиной 0,5 м, который расположен перпендикулярно силовым линиям горизонтального магнитного поля с индукцией 16 мТл, чтобы находиться в равновесии? При этом масса проводника составляет 8 × 10-³ кг.
Физика 11 класс Электромагнитные явления Сила тока проводник магнитное поле равновесие физика 11 класс
Для нахождения силы тока в проводнике, который находится в равновесии под действием магнитного поля, необходимо использовать формулу для магнитной силы, действующей на проводник с током:
F = B * I * L * sin(α)
где:
В данном случае проводник расположен перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, следовательно, угол α равен 90 градусам. Значит, sin(90°) = 1.
Теперь формула упрощается:
F = B * I * L
Сила, действующая на проводник, должна уравновешиваться силой тяжести, действующей на него. Сила тяжести рассчитывается по формуле:
F = m * g
где:
Теперь подставим известные значения:
Сначала найдем силу тяжести:
F = m * g = 8 × 10^-3 кг * 9.81 м/с² ≈ 0.07848 Н.
Теперь подставим это значение в уравнение для магнитной силы:
0.07848 Н = (16 × 10^-3 Т) * I * 0.5 м.
Решим это уравнение относительно I:
I = 0.07848 Н / (16 × 10^-3 Т * 0.5 м).
Теперь посчитаем:
I = 0.07848 Н / (0.008 Т) = 9.81 А.
Таким образом, сила тока в проводнике должна составлять примерно 9.81 А, чтобы проводник находился в равновесии в магнитном поле с индукцией 16 мТл.