Номер 4.10, страница 22 - гдз по физике 9 класс задачник Артеменков, Ломаченков

IV. Электромагнитные колебания - номер 4.10, страница 22.

Условие.

4.10 Проектное значение индукции магнитного поля, создаваемого магнитами БАК (Большого адронного коллайдера), составляет приблизительно 8 Тл. Определите значение силы, действующей на проводник длиной 1 м, по которому протекает ток в 1 А, если его поместить в однородное магнитное поле с указанным значением индукции. Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитного поля.

Решение.

Дано:

Индукция магнитного поля, $B = 8$ Тл

Длина проводника, $L = 1$ м

Сила тока в проводнике, $I = 1$ А

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

Все данные представлены в системе СИ.

Найти:

Силу, действующую на проводник, $F$ — ?

Решение:

Сила, действующая на прямолинейный проводник с током в однородном магнитном поле, называется силой Ампера. Её модуль можно рассчитать по формуле:

$F = I \cdot B \cdot L \cdot \sin(\alpha)$

где $I$ — сила тока, $B$ — модуль вектора магнитной индукции, $L$ — длина проводника, находящегося в магнитном поле, а $\alpha$ — угол между направлением тока (проводником) и вектором магнитной индукции.

По условию задачи, проводник расположен перпендикулярно линиям магнитного поля, это означает, что угол $\alpha = 90^\circ$. Синус угла $90^\circ$ равен 1:

$\sin(90^\circ) = 1$

Теперь подставим все известные значения в формулу для вычисления силы Ампера:

$F = 1 \, \text{А} \cdot 8 \, \text{Тл} \cdot 1 \, \text{м} \cdot \sin(90^\circ)$

$F = 1 \cdot 8 \cdot 1 \cdot 1 = 8 \, \text{Н}$

Ответ: на проводник действует сила 8 Н.