Номер 8, страница 144 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Громцева

11.6. Сила Ампера. 11. Электромагнетизм - номер 8, страница 144.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Длина участка проводника: $l = 10 \text{ см} = 0.1 \text{ м}$

Индукция магнитного поля: $B = 50 \text{ мТл} = 50 \cdot 10^{-3} \text{ Тл} = 0.05 \text{ Тл}$

Сила тока: $I = 5 \text{ А}$

Перемещение проводника: $s = 80 \text{ см} = 0.8 \text{ м}$

Угол между проводником и вектором магнитной индукции: $\alpha = 90^\circ$

Найти:

Работу силы Ампера $A$.

Решение:

Работа, совершаемая постоянной силой, вычисляется по формуле $A = F \cdot s \cdot \cos\theta$, где $F$ – модуль силы, $s$ – модуль перемещения, а $\theta$ – угол между вектором силы и вектором перемещения. В данном случае сила, действующая на проводник, – это сила Ампера $F_A$. По условию, проводник перемещается в направлении действия силы Ампера, следовательно, угол $\theta$ между силой и перемещением равен $0^\circ$, а $\cos(0^\circ) = 1$. Таким образом, формула для работы принимает вид: $A = F_A \cdot s$.

Сила Ампера, действующая на прямой проводник с током в однородном магнитном поле, определяется по формуле: $F_A = I \cdot B \cdot l \cdot \sin\alpha$, где $I$ – сила тока в проводнике, $B$ – модуль вектора магнитной индукции, $l$ – длина проводника, находящегося в поле, $\alpha$ – угол между направлением тока и вектором магнитной индукции.

По условию задачи, проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции, значит, угол $\alpha = 90^\circ$, и $\sin(90^\circ) = 1$. Тогда сила Ампера равна: $F_A = I \cdot B \cdot l$.

Подставим выражение для силы Ампера в формулу для работы: $A = (I \cdot B \cdot l) \cdot s$.

Теперь подставим числовые значения в систему СИ и вычислим работу: $A = 5 \text{ А} \cdot 0.05 \text{ Тл} \cdot 0.1 \text{ м} \cdot 0.8 \text{ м} = 0.02 \text{ Дж}$.

Ответ: работа, совершаемая силой Ампера, равна 0.02 Дж.