Какова магнитная индукция поля внутри соленоида длиной 0,4 м, имеющего 800 витков, с сопротивлением обмоток 120 Ом и напряжением на концах обмотки 60 В? Пожалуйста, приведите полное решение.

Физика Колледж Магнитное поле и индукция магнитная индукция соленоид длина 0,4 м 800 витков сопротивление 120 Ом напряжение 60 В физика 12 класс Новый

Для определения магнитной индукции поля внутри соленоида, нам нужно использовать несколько формул и шагов. Давайте разберем решение поэтапно.

Шаг 1: Определение силы тока в обмотках соленоида

Сначала найдем силу тока, проходящего через обмотки соленоида. Для этого используем закон Ома, который гласит:

I = U / R

• где I - сила тока (в амперах),
• U - напряжение на концах обмотки (в вольтах),
• R - сопротивление обмоток (в омах).

Подставим известные значения:

I = 60 В / 120 Ом = 0,5 А

Шаг 2: Определение числа витков на единицу длины

Теперь найдем число витков на единицу длины (n) соленоида. Это значение можно найти по формуле:

n = N / L

• где N - общее число витков,
• L - длина соленоида.

Подставим наши данные:

n = 800 витков / 0,4 м = 2000 витков/м

Шаг 3: Определение магнитной индукции

Теперь мы можем рассчитать магнитную индукцию (B) внутри соленоида. Формула для магнитной индукции в соленоиде выглядит так:

B = μ₀ * n * I

• где μ₀ - магнитная проницаемость вакуума (μ₀ ≈ 4π * 10^(-7) Тл·м/А),
• n - число витков на единицу длины (витков/м),
• I - сила тока (в амперах).

Теперь подставим все известные значения:

B = (4π * 10^(-7) Тл·м/А) * (2000 витков/м) * (0,5 А)

Шаг 4: Вычисление

Теперь выполним расчет:

B ≈ (4 * 3.14 * 10^(-7)) * 2000 * 0,5

B ≈ (6.28 * 10^(-7)) * 2000 * 0,5

B ≈ 6.28 * 10^(-7) * 1000

B ≈ 6.28 * 10^(-4) Тл

Ответ:

Магнитная индукция поля внутри соленоида составляет приблизительно 6.28 * 10^(-4) Тл.