Какова индукция магнитного поля на расстоянии 20 см от середины одного из отрезков бесконечно длинного провода, изогнутого в виде зубцов пилы под прямыми углами, если по проводу течет ток I= 10 A?

Физика 11 класс Электромагнетизм индукция магнитного поля расстояние 20 см бесконечно длинный провод ток I=10 A зубцы пилы физика магнитного поля Новый

Для решения данной задачи необходимо воспользоваться законом Био-Савара, который описывает магнитное поле, создаваемое током в проводнике. В данном случае мы имеем дело с бесконечно длинным проводом, изогнутым в форме зубцов пилы, что требует особого внимания к геометрии проводника.

Шаг 1: Определение магнитного поля от прямолинейного участка провода

• Для прямолинейного отрезка провода, протяженность которого стремится к бесконечности, магнитное поле на расстоянии r от провода можно вычислить по формуле:
• B = (μ0 * I) / (2 * π * r),
• где B — индукция магнитного поля, μ0 — магнитная постоянная (μ0 ≈ 4π * 10^-7 Тл·м/А), I — ток, протекающий по проводу, r — расстояние от провода.

Шаг 2: Учет геометрии зубцов пилы

• Провод, изогнутый в форме зубцов пилы, состоит из чередующихся прямых участков и углов. Каждый из этих участков будет создавать свое магнитное поле.
• Однако, так как провод бесконечный и симметричный, магнитные поля от прямолинейных участков будут складываться, а от углов — компенсироваться.
• В данной задаче можно рассматривать только один из прямолинейных участков, поскольку они будут одинаково влиять на магнитное поле в точке, находящейся на расстоянии 20 см.

Шаг 3: Подстановка значений

• Подставим известные значения в формулу для магнитного поля:
• I = 10 A, r = 0.2 м (20 см), μ0 = 4π * 10^-7 Тл·м/А.

Шаг 4: Расчет индукции магнитного поля

• B = (4π * 10^-7 Тл·м/А * 10 A) / (2 * π * 0.2 м) = (4 * 10^-7 * 10) / (0.4) = 10^-6 Тл.

Ответ: Индукция магнитного поля на расстоянии 20 см от середины одного из отрезков бесконечно длинного провода, изогнутого в виде зубцов пилы, составляет 10^-6 Тл или 1 мкТл.