Номер 4.1, страница 21 - гдз по физике 9 класс задачник Артеменков, Ломаченков

IV. Электромагнитные колебания - номер 4.1, страница 21.

Условие.

4.1 Определите значение индукции магнитного поля, действующего на проводник с током длиной 10 см с силой 100 мН. Сила тока в проводнике 20 А. Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.

Решение.

Дано:

Длина проводника, $l = 10$ см

Сила, действующая на проводник (сила Ампера), $F_A = 100$ мН

Сила тока в проводнике, $I = 20$ А

Угол между проводником и линиями магнитной индукции, $\alpha = 90^\circ$

Перевод в систему СИ:

$l = 10 \text{ см} = 0.1 \text{ м}$

$F_A = 100 \text{ мН} = 100 \cdot 10^{-3} \text{ Н} = 0.1 \text{ Н}$

Найти:

Значение индукции магнитного поля, $B$ - ?

Решение:

Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле (сила Ампера), определяется по формуле:

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

где $I$ — сила тока, $B$ — индукция магнитного поля, $l$ — длина активной части проводника, а $\alpha$ — угол между направлением тока и вектором магнитной индукции.

По условию задачи проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции, следовательно, угол $\alpha = 90^\circ$.

Синус 90 градусов равен единице: $\sin(90^\circ) = 1$.

Тогда формула для силы Ампера упрощается до вида:

$F_A = I \cdot B \cdot l$

Выразим из этой формулы искомую величину — индукцию магнитного поля $B$:

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

Подставим числовые значения из условия задачи, переведенные в систему СИ:

$B = \frac{0.1 \text{ Н}}{20 \text{ А} \cdot 0.1 \text{ м}} = \frac{0.1}{2} \text{ Тл} = 0.05 \text{ Тл}$

Индукцию магнитного поля можно также выразить в миллитеслах (мТл):

$0.05 \text{ Тл} = 50 \text{ мТл}$

Ответ: значение индукции магнитного поля равно $0.05$ Тл.