Задание 3 ( ) Когда магнитную стрелку приближают к катушке с протекающим током (рис. 40), стрелка будет поворачиваться

Aleksey

11

Задание 3: Когда магнитную стрелку приближают к катушке с протекающим током (рис. 40), стрелка будет поворачиваться в определенном направлении. Варианты ответов:
А. ... так, чтобы ее южный полюс смотрел на нас.
Б. ... так, чтобы ее северный полюс смотрел на катушку.
В. Рис. 40 ... так, чтобы ее северный полюс смотрел на нас.
Г. ... так, чтобы ее южный полюс смотрел на катушку.

Ответ: Вариант ответа Б. Стрелка будет поворачиваться так, чтобы ее северный полюс смотрел на катушку.

Обоснование ответа: Приблизив магнитную стрелку к катушке с протекающим током, возникают магнитные силовые линии вокруг катушки. По правилу левой руки, согласно которому указательный палец направлен в сторону тока, а средний палец указывает направление магнитного поля, палец большой руки (около кисти) будет указывать на северный полюс магнитной стрелки, а палец безымянный - на южный полюс магнитной стрелки. Положение стрелки определено таким образом, чтобы стремиться выстроиться вдоль линий магнитного поля, то есть северный полюс стрелки будет направлен в сторону катушки.

Задание 4: Какая сила тока будет протекать в прямом проводнике длиной 10 см, если он подвергается силе Ампера величиной 20 мН в однородном магнитном поле с индукцией 40 мТл? Линии индукции поля перпендикулярны.

Чтобы найти силу тока в проводнике, мы можем использовать закон Лоренца, который гласит: \[F = B \cdot I \cdot L\], где \(F\) - сила, \(B\) - индукция магнитного поля, \(I\) - сила тока, и \(L\) - длина проводника.

Мы знаем, что сила Ампера равна 20 мН (миллиньютонам), индукция магнитного поля равна 40 мТл (миллитеслам), а длина проводника равна 10 см.

Подставим известные значения в формулу и решим ее:
\[20 \cdot 10^{-3} = 40 \cdot 10^{-3} \cdot I \cdot 10 \cdot 10^{-2}\]

Упростив, получим:
\[20 \cdot 10^{-3} = 400 \cdot 10^{-5} \cdot I\]

Далее, деля обе части уравнения на \(400 \cdot 10^{-5}\), решим уравнение:
\[I = \frac{{20 \cdot 10^{-3}}}{{400 \cdot 10^{-5}}} = \frac{{2}}{{40}} = 0.05 \, \text{А} = 50 \, \text{мА}\]

Ответ: Сила тока, протекающего в проводнике, составляет 0.05 А или 50 мА.

Обоснование: По закону Лоренца, сила, действующая на проводник в магнитном поле, прямо пропорциональна индукции магнитного поля, силе тока и длине проводника. Решив уравнение с известными значениями, мы получаем результат, выраженный в амперах. Мы также можем привести ответ в миллиамперах, умножив значение на 1000 (так как 1 А = 1000 мА).