Номер 3, страница 361 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

3. Максимальная сила, действующая в однородном магнитном поле на проводник с током длиной 10 см, равна 0,02 Н. Сила тока равна 8 А. Модуль вектора магнитной индукции этого поля равен

1) 0,00025 Тл

2) 0,025 Тл

3) 0,16 Тл

4) 1,6 Тл

Дано:

Максимальная сила, действующая на проводник, $F_{max} = 0,02$ Н

Длина проводника, $l = 10$ см

Сила тока, $I = 8$ А

Перевод в систему СИ:

$l = 10 \text{ см} = 0,1 \text{ м}$

Найти:

Модуль вектора магнитной индукции $\text{B}$.

Решение:

Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, — это сила Ампера. Её модуль вычисляется по формуле:

$F_A = I \cdot B \cdot l \cdot \sin(\alpha)$

где $\text{I}$ — сила тока, $\text{B}$ — модуль вектора магнитной индукции, $\text{l}$ — длина активной части проводника в поле, а $\alpha$ — угол между направлением тока и вектором магнитной индукции.

В условии задачи сказано, что на проводник действует максимальная сила. Сила Ампера достигает своего максимального значения, когда проводник расположен перпендикулярно вектору магнитной индукции. В этом случае угол $\alpha = 90^\circ$, и, следовательно, $\sin(\alpha) = \sin(90^\circ) = 1$.

Таким образом, формула для максимальной силы Ампера принимает вид:

$F_{max} = I \cdot B \cdot l$

Из этой формулы выразим искомую величину — модуль вектора магнитной индукции $\text{B}$:

$B = \frac{F_{max}}{I \cdot l}$

Подставим в формулу числовые значения, предварительно убедившись, что все они представлены в системе СИ. Длина проводника $l = 10 \text{ см}$ должна быть переведена в метры: $l = 0,1 \text{ м}$.

Произведем вычисления:

$B = \frac{0,02 \text{ Н}}{8 \text{ А} \cdot 0,1 \text{ м}} = \frac{0,02}{0,8} \text{ Тл} = 0,025 \text{ Тл}$

Полученное значение соответствует варианту ответа 2).

Ответ: 0,025 Тл.