Какой модуль и направление силы, действующей на контур со стороны магнитного поля, если контур представляет собой

Letuchiy_Volk

27

Для решения данной задачи нам необходимо использовать закон Эйнштейна-Ленца, который описывает модуль и направление силы, действующей на контур, находящийся в магнитном поле.

Закон Эйнштейна-Ленца гласит, что модуль силы \( F \), действующей на проводник, равен произведению модуля магнитной индукции \( B \) на периметр контура \( L \), умноженный на средний импульс заряда \( q \) на время его прохождения через контур. Математически это можно записать следующим образом:

\[ F = B \cdot L \cdot q \cdot t \]

Нам даны следующие данные:

Магнитная индукция \( B = 2 \, \text{мТл} \)
Периметр контура \( L \), который представляет собой квадрат с перемычкой по диагонали изготовленный из медной проволоки с сечением 1 мм²
Напряжение \( U = 110 \, \text{В} \)
Сопротивление проволоки \( R \), которое мы можем найти с помощью удельного сопротивления материала и расчета сопротивления проволоки по формуле:

\[ R = \rho \cdot \frac{L}{S} \]

где \( \rho \) - удельное сопротивление меди (0,017 мкОм•м),
\( L \) - длина проволоки квадрата (считаем его сторону равной половине длины основной диагонали квадрата),
\( S \) - площадь поперечного сечения проволоки (1 мм² или \( 1 \times 10^{-6} \) м²).

Теперь, когда у нас есть сопротивление проволоки, мы можем найти средний импульс заряда \( q \) по формуле:

\[ q = \frac{U}{R} \]

Таким образом, мы найдем модуль силы, действующей на контур со стороны магнитного поля:

\[ F = B \cdot L \cdot q \cdot t \]

Чтобы найти направление силы, можно использовать левую руку Флеминга: если указательный палец направлен в сторону напряжения \( U \), средний палец в сторону индукции магнитного поля \( B \), то большой палец будет указывать на направление силы.

Сделав все необходимые вычисления, мы получим ответ:

Модуль силы, действующей на контур со стороны магнитного поля, составляет \( F \) Н (ньютон), а направление силы указывает в ту или иную сторону в соответствии с правилом левой руки Флеминга.