Для определения направления движения проводника в магнитном поле можно пользоваться правилом левой руки, которое формулируется следующим образом:
Если расположить левую руку так, чтобы магнитные линии пронизывали ладонь, а вытянутые четыре пальца указывали направление тока в проводнике, то отогнутый большой палец укажет направление движения проводника.
Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, зависит как от тока в проводнике, так и от интенсивности магнитного поля.
Основной величиной, характеризующей интенсивность магнитного поля, является магнитная индукция В. Единицей измерения магнитной индукции является тесла (Тл=Вс/м2).
О магнитной индукции можно судить по силе действия магнитного поля на проводник с током, помещенный в это поле. Если на проводник длиной 1 м и с током 1 А, расположенный перпендикулярно магнитным линиям в равномерном магнитном поле, действует сила в 1 Н (ньютон), то магнитная индукция такого поля равна 1 Тл (тесла).
Магнитная индукция является векторной величиной, ее направление совпадает с направлением магнитных линий, причем в каждой точке поля вектор магнитной индукции направлен по касательной к магнитной линии.
Сила F, действующая на проводник с током в магнитном поле, пропорциональна магнитной индукции В, току в проводнике I и длине проводника l, т. е.
F=BIl.
Эта формула верна лишь в том случае, когда проводник с током расположен перпендикулярно магнитным линиям равномерного магнитного поля.
Если проводник с током находится в магнитном поле под каким-либо углом а по отношению к магнитным линиям, то сила равна:
F=BIl sin a.
Если проводник расположить вдоль магнитных линий, то сила F станет равной нулю, так как а=0.
При уменьшении силы тока в катушке энергия уменьшается.
Объяснение:
При протекании тока через катушку индуктивности (соленоид), в ней запасается энергия магнитного поля, равная:
W = L*I^2/2, где
W - энергия магнитного поля, Дж
L - индуктивность катушки, Гн
I - сила тока, протекающего через катушку, А.
Исходя из этой формулы, при уменьшении силы тока в катушке энергия уменьшается.
Замечание: если ток в катушке ток станет равен нулю, то и энергия магнитного поля станет равной 0. Энергия магнитного поля существует, пока по катушке течет ток.
В отличие от конденсатора, который можно подключит к источнику ЭДС, подождать пока он зарядится и затем отключить от источника. При этом конденсатор останется заряженным (т.е. сохранять накопленную энргию электрического поля) очень долго.
Теперь применяем закон Кулона, чтобы найти заряд одного шарика:
Эта сила уравновешивается силой тяжести:
Подставляем, решаем:
(ответ: 0,83 мкКл.)