Какая скорость будет иметь прямой проводник длиной 30 см и сопротивлением 0,1 ом, движущийся перпендикулярно

  • 35
Какая скорость будет иметь прямой проводник длиной 30 см и сопротивлением 0,1 ом, движущийся перпендикулярно однородному магнитному полю с индукцией 6,3·10⁻⁴ Тл (μ = 1), если в нем пошел ток 0,01 А? (Не учитывать влияние замыкающего провода)
Грей_6022
47
Для решения данной задачи мы можем использовать формулу, которая связывает скорость проводника, силу, действующую на него в магнитном поле, сопротивление и силу тока.

Сила, действующая на проводник, движущийся в магнитном поле, выражается через следующую формулу:

\[F = BIL\sin(\theta)\]

где:

- \(F\) - сила, действующая на проводник (в ньютонах),
- \(B\) - индукция магнитного поля (в теслах),
- \(I\) - сила тока, текущего по проводнику (в амперах),
- \(L\) - длина проводника (в метрах),
- \(\theta\) - угол между направлением тока и индукцией магнитного поля.

В данной задаче проводник движется перпендикулярно магнитному полю, поэтому \(\sin(\theta) = 1\).

Теперь мы можем подставить известные значения в формулу и рассчитать силу, действующую на проводник:

\[F = (6.3 \times 10^{-4}) \times 0.01 \times 0.3 \times 1\]

\[F = 1.89 \times 10^{-6} \, \text{Н}\]

Далее мы можем использовать второй закон Ньютона, чтобы выразить ускорение проводника через силу, действующую на него, и его массу. Формула для этого закона выглядит следующим образом:

\[F = m \cdot a\]

где:

- \(m\) - масса проводника (в килограммах),
- \(a\) - ускорение проводника (в метрах в секунду в квадрате).

Поскольку масса проводника не дана в условии, мы не можем найти ускорение напрямую. Однако мы знаем, что сила, действующая на проводник, равна произведению силы тока на длину проводника:

\[F = ILB\]

Теперь мы можем выразить массу проводника через формулу \(m = \frac{F}{a}\) и подставить полученное выражение в уравнение силы, действующей на проводник:

\[ILB = \frac{F}{a} \cdot a\]

\[ILB = F\]

\[0.01 \times 0.3 \times B = 1.89 \times 10^{-6} \, \text{Н}\]

\[B = \frac{1.89 \times 10^{-6} \, \text{Н}}{0.01 \times 0.3} \, \text{Тл}\]

\[B \approx 6.3 \times 10^{-4} \, \text{Тл}\]

Таким образом, проводник будет иметь скорость равную нулю, так как сила, действующая на него в магнитном поле, будет сбалансирована другими силами и не будет вызывать его движение.