Номер 3, страница 141, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава IV. Электромагнитные явления. Параграф 24. Сила Ампера. Сила Лоренца - номер 3, страница 141.

Условие.

3. Используя формулу $F_A = BIL$, составьте задачи:

a) на нахождение силы Ампера по заданным остальным величинам;

б) на нахождение модуля магнитной индукции по заданным остальным величинам;

в) на нахождение силы тока в проводнике по заданным остальным величинам;

г) на нахождение длины проводника по заданным остальным величинам.

Подберите численные данные так, чтобы ответы были следующими: 2 Н; 0,5 Тл; 5 А; 50 см. Учтите, что магнитная индукция поля обычно не превышает нескольких тесла.

Решение.

а) на нахождение силы Ампера по заданным остальным величинам;

Задача: Прямой проводник длиной 50 см, по которому течет ток силой 5 А, находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,8 Тл. Вектор магнитной индукции перпендикулярен проводнику. Определите силу Ампера, действующую на проводник.

Дано:

$l = 50$ см
$I = 5$ А
$B = 0,8$ Тл

$l = 0,5$ м

Найти:

$F_A$ - ?

Решение:

Сила Ампера, действующая на проводник с током в магнитном поле, определяется по формуле $F_A = B \cdot I \cdot l \cdot \sin{\alpha}$. Так как по условию вектор магнитной индукции перпендикулярен проводнику, угол $\alpha = 90^\circ$, а $\sin{90^\circ} = 1$. Формула принимает вид $F_A = B \cdot I \cdot l$.

Подставим численные значения в систему СИ:

$F_A = 0,8 \text{ Тл} \cdot 5 \text{ А} \cdot 0,5 \text{ м} = 2 \text{ Н}$

Ответ: 2 Н.

б) на нахождение модуля магнитной индукции по заданным остальным величинам;

Задача: На прямой проводник длиной 80 см, по которому течет ток силой 5 А, в однородном магнитном поле действует сила Ампера 2 Н. Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции. Найдите модуль вектора магнитной индукции.

Дано:

$l = 80$ см
$I = 5$ А
$F_A = 2$ Н

$l = 0,8$ м

Найти:

$\text{B}$ - ?

Решение:

Используем формулу силы Ампера $F_A = B \cdot I \cdot l$ (так как проводник перпендикулярен линиям индукции). Выразим из этой формулы модуль магнитной индукции $\text{B}$:

$B = \frac{F_A}{I \cdot l}$

Подставим численные значения в систему СИ:

$B = \frac{2 \text{ Н}}{5 \text{ А} \cdot 0,8 \text{ м}} = \frac{2}{4} \text{ Тл} = 0,5 \text{ Тл}$

Ответ: 0,5 Тл.

в) на нахождение силы тока в проводнике по заданным остальным величинам;

Задача: Прямой проводник длиной 50 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,5 Тл. Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции, и на него действует сила Ампера 1,25 Н. Найдите силу тока в проводнике.

Дано:

$l = 50$ см
$B = 0,5$ Тл
$F_A = 1,25$ Н

$l = 0,5$ м

Найти:

$\text{I}$ - ?

Решение:

Из формулы силы Ампера $F_A = B \cdot I \cdot l$ выразим силу тока $\text{I}$:

$I = \frac{F_A}{B \cdot l}$

Подставим численные значения в систему СИ:

$I = \frac{1,25 \text{ Н}}{0,5 \text{ Тл} \cdot 0,5 \text{ м}} = \frac{1,25}{0,25} \text{ А} = 5 \text{ А}$

Ответ: 5 А.

г) на нахождение длины проводника по заданным остальным величинам.

Задача: В однородном магнитном поле с индукцией 0,5 Тл на прямой проводник с током 5 А действует сила Ампера 1,25 Н. Проводник расположен перпендикулярно линиям индукции. Найдите длину активной части проводника, находящейся в магнитном поле.

Дано:

$B = 0,5$ Тл
$I = 5$ А
$F_A = 1,25$ Н

Найти:

$\text{l}$ - ?

Решение:

Из формулы силы Ампера $F_A = B \cdot I \cdot l$ выразим длину проводника $\text{l}$:

$l = \frac{F_A}{B \cdot I}$

Подставим численные значения:

$l = \frac{1,25 \text{ Н}}{0,5 \text{ Тл} \cdot 5 \text{ А}} = \frac{1,25}{2,5} \text{ м} = 0,5 \text{ м}$

Переведем метры в сантиметры: $0,5 \text{ м} = 50 \text{ см}$.

Ответ: 50 см.