Какой угол отклонения будет у магнитной стрелки, если в проволочном витке радиусом R = 20 см, расположенном в плоскости магнитного меридиана, пустить ток силой I = 12 А, учитывая, что горизонтальная составляющая индукции земного магнитного поля равна В = 20 мкТл?

Физика 11 класс Электромагнетизм угол отклонения магнитная стрелка проволочный виток радиус витка ток Сила тока горизонтальная составляющая индукция земное магнитное поле физика 11 класс Новый

Для решения задачи начнем с понимания, что мы имеем виток с током, который создает магнитное поле, и этот виток взаимодействует с земным магнитным полем. Угол отклонения магнитной стрелки зависит от соотношения магнитных индукций, создаваемых витком и Землей.

Шаг 1: Находим магнитное поле, создаваемое витком.

• Магнитное поле, создаваемое круговым витком с током, можно рассчитать по формуле:
• B_витка = (μ₀ * I) / (2 * R), где:
• μ₀ - магнитная постоянная (примерно 4π × 10^(-7) Тл·м/А),
• I - сила тока (12 А),
• R - радиус витка (0.2 м).

Подставим значения в формулу:

• B_витка = (4π × 10^(-7) Тл·м/А * 12 А) / (2 * 0.2 м).
• После вычислений получим:
• B_витка ≈ 1.2 × 10^(-5) Тл.

Шаг 2: Сравниваем с горизонтальной составляющей индукции земного магнитного поля.

• Горизонтальная составляющая индукции земного магнитного поля составляет 20 мкТл, что равно 20 × 10^(-6) Тл.
• Теперь имеем:
• B_земли = 20 × 10^(-6) Тл,
• B_витка ≈ 1.2 × 10^(-5) Тл.

Шаг 3: Находим угол отклонения магнитной стрелки.

• Для нахождения угла отклонения используем формулу:
• tan(φ) = B_витка / B_земли.

Подставим значения:

• tan(φ) = (1.2 × 10^(-5) Тл) / (20 × 10^(-6) Тл) = 0.6.

Шаг 4: Находим угол φ.

• Теперь вычисляем угол φ:
• φ = arctan(0.6).
• Приблизительно это будет 30.96 градусов.

Ответ: Угол отклонения магнитной стрелки составит примерно 31 градус.