Свободно перемещающийся по рамке проводник с током через изолятор прикреплен к пружине жесткостью 5...

Тематика Физика
Уровень 10 - 11 классы
магнитное поле индукция проводник с током пружина жесткость растяжение длина проводника сила тока перпендикулярность рамка изолятор физика расчеты мТл
0

Свободно перемещающийся по рамке проводник с током через изолятор прикреплен к пружине жесткостью 5 Н/м см.рис.. Длина проводни­ка 0,5 м, по нему идет ток силой 2 А. При включении магнитного поля, вектор индукции которого перпендикулярен плоскости рам­ки, пружина растянулась на 10 см. Определите значение индукции магнитного поля вмТл.

Выберите один ответ:

  • 100 мТл
  • 800 мТл
  • 500 мТл
  • 200 мТл

avatar
задан 6 месяцев назад

2 Ответа

0

Для решения данной задачи мы можем воспользоваться формулой для силы Ампера: F = B I L, где B - индукция магнитного поля, I - сила тока, L - длина проводника. Мы также знаем, что сила, с которой пружина тянется, равна силе Ампера, так как они компенсируют друг друга. Таким образом, мы можем записать уравнение: k x = B I L, где k - жесткость пружины, x - удлинение пружины. Подставляем известные значения: 5 Н/м 0,1 м = B 2 А 0,5 м. Отсюда получаем B = 200 мТл. Ответ: 200 мТл.

avatar
ответил 6 месяцев назад
0

Для решения задачи нам нужно использовать закон Ампера и закон Гука.

Шаг 1: Закон Ампера

Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, определяется по закону Ампера: F=ILBsin(θ)

В нашем случае проводник находится в плоскости рамки, а магнитное поле перпендикулярно этой плоскости, значит θ=90 и sin(90 = 1). Тогда: F=ILB

Шаг 2: Закон Гука

Растяжение пружины определяется законом Гука: F=kx

где k — жесткость пружины, x — растяжение пружины.

Шаг 3: Равенство сил

При равновесии силы, действующие на проводник, уравновешиваются. То есть сила Ампера равна силе упругости пружины: ILB=kx

Шаг 4: Подстановка известных значений

Из условия задачи известно:

  • I=2 А
  • L=0,5 м
  • k=5 Н/м
  • x=0,1 м 10см=0,1м

Подставляем эти значения в уравнение: 20,5B=50,1

Шаг 5: Решение уравнения

Решаем уравнение для B: 1B=0,5

B=0,5 Тл

Шаг 6: Перевод в миллиТеслы

0,5 Тл=500 мТл

Таким образом, значение индукции магнитного поля составляет 500 мТл.

Правильный ответ:

  • 500 мТл

avatar
ответил 6 месяцев назад

Ваш ответ

Вопросы по теме