Номер 2, страница 51 - гдз по физике 11 класс учебник Касьянов

Задачи. § 15. Действие магнитного поля на проводник с током. Глава 2. Магнитное поле - номер 2, страница 51.

2. Проводник длиной $l = 20$ см расположен горизонтально (рис. 47). Сила тока в проводнике $I = 1$ А. С какой силой и в каком направлении действует на проводник однородное магнитное поле с индукцией $B = 0,1$ Тл, направленной под углом $30^\circ$ к горизонту?

Дано:

Длина проводника, $l = 20 \text{ см}$

Сила тока, $I = 1 \text{ А}$

Индукция магнитного поля, $B = 0,1 \text{ Тл}$

Угол между проводником и вектором индукции, $\alpha = 30°$

Перевод в систему СИ:

$l = 20 \text{ см} = 0,2 \text{ м}$

Найти:

Силу, действующую на проводник, $F$ - ?

Направление силы $F$ - ?

Решение:

На проводник с током, находящийся в магнитном поле, действует сила Ампера. Модуль этой силы определяется по формуле:

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

где $I$ — сила тока, $B$ — модуль вектора магнитной индукции, $l$ — длина проводника, находящегося в поле, и $\alpha$ — угол между направлением тока и вектором магнитной индукции.

Подставим известные значения в формулу:

$F_A = 1 \text{ А} \cdot 0,1 \text{ Тл} \cdot 0,2 \text{ м} \cdot \sin(30°)$

Значение синуса угла 30° равно 0,5. Выполним вычисления:

$F_A = 1 \cdot 0,1 \cdot 0,2 \cdot 0,5 = 0,01 \text{ Н}$

Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки. Для этого необходимо расположить ладонь левой руки так, чтобы:

• четыре вытянутых пальца были направлены по направлению тока $I$ (вправо по рисунку);
• вектор магнитной индукции $\vec{B}$ входил в ладонь.

При таком расположении руки отогнутый на 90° большой палец укажет направление силы Ампера. В данном случае сила будет направлена перпендикулярно плоскости рисунка, на наблюдателя.

Ответ: сила, действующая на проводник, равна $0,01 \text{ Н}$ и направлена перпендикулярно плоскости рисунка на нас (на наблюдателя).