Номер 6, страница 142 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Громцева

11. Электромагнетизм. 11.4. Закон Ампера - номер 6, страница 142.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Начальное состояние:

Сила тока: $I_1$

Длина проводника: $l_1$

Угол между проводником и линиями магнитной индукции: $\alpha_1 = 0^\circ$ (так как проводник параллелен линиям индукции)

Конечное состояние:

Сила тока: $I_2 = \frac{I_1}{2}$

Длина проводника: $l_2 = 6l_1$

Угол между проводником и линиями магнитной индукции: $\alpha_2 = 0^\circ$

Найти:

Как изменится сила Ампера $F_A$?

Решение:

Сила Ампера, действующая на прямолинейный проводник с током в однородном магнитном поле, определяется формулой: $F_A = I \cdot B \cdot l \cdot \sin(\alpha)$ где $I$ — сила тока в проводнике, $B$ — модуль вектора магнитной индукции, $l$ — длина проводника, находящегося в магнитном поле, а $\alpha$ — угол между направлением тока (направлением проводника) и вектором магнитной индукции $\vec{B}$.

В начальном состоянии, согласно условию задачи, проводник находится параллельно линиям индукции. Это означает, что угол $\alpha_1$ равен $0^\circ$. Синус этого угла равен: $\sin(0^\circ) = 0$.

Тогда начальная сила Ампера, действующая на проводник, равна: $F_{A1} = I_1 \cdot B \cdot l_1 \cdot \sin(0^\circ) = I_1 \cdot B \cdot l_1 \cdot 0 = 0$

После того как длину проводника увеличили в 6 раз, а силу тока уменьшили в 2 раза, его положение относительно линий магнитной индукции не изменилось, он по-прежнему им параллелен. Следовательно, угол $\alpha_2$ также равен $0^\circ$.

Рассчитаем силу Ампера для нового состояния: $F_{A2} = I_2 \cdot B \cdot l_2 \cdot \sin(0^\circ) = \left(\frac{I_1}{2}\right) \cdot B \cdot (6l_1) \cdot 0 = 0$

Сравнивая начальное и конечное значения силы Ампера, видим, что $F_{A1} = 0$ и $F_{A2} = 0$. Таким образом, сила Ампера не изменилась. Изменения длины проводника и силы тока не влияют на результат, так как сила Ампера равна нулю, когда проводник параллелен линиям магнитной индукции.

Ответ: Сила Ампера не изменится.