Проводящий стержень, масса единицы длины которого р = 0, 15 кг/м, подвешен на двух одинаковых непроводящих нитях и помещен в однородное вертикальное магнитное поле, перпендикулярное стержню, как показано на рисунке. По стержню пропускают электрический ток, в результате чего он занимает новое положение равновесия, в котором нити отклоняются от вертикали. При каком значении силы тока І через проводник нити образуют с вертикалью угол a = 45 ? Индукция магнитного поля B = 1 Tл, ускорение свободного падения 9 10 м/с2. ответ вырази в амперах, округлив до десятых долей.
Для решения задачи сначала рассмотрим силы, действующие на стержень. В данном случае, на стержень действуют две силы: сила тяжести и сила Лоренца.
1. Сила тяжести: Fг = масса * ускорение свободного падения = (количество длины * масса единицы длины) * ускорение свободного падения = (1 м * 0,15 кг/м) * 9,8 м/с^2 = 1,47 Н.
2. Сила Лоренца: Fл = q * v * B * sin(a). Q - заряд. В данном случае у нас протекает электрический ток через проводник, что эквивалентно движению заряда. Заряд q в данном случае можно представить как q = I * t, где I - сила тока, а t - время, за которое прошел заряд. Так как речь идет о равновесии, то электрический ток квазистационарный, т.е. через стержень протекает постоянный ток. Следовательно, t = 1/I, где I - сила тока в амперах.
Тогда q = I * (1/I) = 1 Кл.
Теперь выразим силу Лоренца: Fл = q * v * B * sin(a) = 1 Кл * v * 1 Тл * sin(45∘).
Для определения скорости v, воспользуемся формулой для скорости: v = l / t, где l - длина проводника, а t - время, за которое прошел заряд (в данном случае, взяли 1 секунду).
Так как длина проводника равна 1 м, то v = 1 м / 1 с = 1 м/с.
Таким образом, Fл = 1 Кл * 1 м/с * 1 Тл * sin(45∘) = 1 Н.
Итак, в равновесии сумма сил по горизонтали равна нулю: F = Fг + Fл = 0.
Подставляем значения: 1,47 Н + 1 Н = 0.
Таким образом, значение силы тока I, при котором нити образуют угол 45∘, равно I = - 1.47/1, округлив до десятых долей.
30000
ДОБАВИТЬ ОТВЕТ
е ответы проверяются
30000
ДОБАВИТЬ ОТВЕТ