В горизонтальном магнитном поле находится прямолинейный проводник, расположенный горизонтально и перпендикулярно линиям магнитной индукции. Какова сила тока, который должен течь в проводнике, чтобы сила натяжения в поддерживающих его проводах стала равной нулю?
Магнитная индукция B = 0,01 Тл. Отношение массы проводника к его длине m - I = 0,1 кг/м.
Ответы
Ответ:
Для решения задачи необходимо знать, что сила Лоренца, действующая на проводник в магнитном поле, пропорциональна величине магнитной индукции, силе тока и длине проводника. Формула для вычисления силы Лоренца имеет вид:
F = B * I * L
где F - сила Лоренца, B - магнитная индукция, I - сила тока, L - длина проводника.
Так как проводник находится в покое, то сила Лоренца должна быть равна силе натяжения в проводах, которые поддерживают проводник. Сила натяжения направлена вверх, противодействуя силе тяжести проводника.
Приравняем силу Лоренца к силе натяжения и решим уравнение относительно силы тока:
B * I * L = m * g
где g - ускорение свободного падения.
Выразим силу тока I:
I = (m * g) / (B * L)
Подставим известные значения:
I = (0,1 кг/м * 9,81 м/с²) / (0,01 Тл * 1 м) ≈ 9,81 А
Таким образом, чтобы сила натяжения в поддерживающих проводах стала равной нулю, необходимо пропустить ток с силой около 9,81 А через проводник.
Объяснение: