Лучшие помощники
23 апреля 2023 17:22
161

Напишите дано найти и решение.

В магнитном поле с индукцией 0,2 Тл горизонтально расположен проводник длиной 30см перпендикулярно магнитным линиям. Масса проводника 5г. При какой силе тока в проводнике его вес может стать равен нулю?

1 ответ
Посмотреть ответы
Для решения задачи воспользуемся формулой для силы Лоренца:
$$
\vec F = q\vec v\times\vec B,
$$
где $q$ - заряд, $\vec v$ - скорость движения заряда, $\vec B$ - индукция магнитного поля.

Так как в проводнике течет ток, то можно считать, что в проводнике движутся заряды со скоростью $\vec v$. В нашем случае проводник неподвижен, поэтому будем считать, что заряды в нем движутся со скоростью, равной скорости электронов, т.е. $v = 1.6\times 10^{-19}\ м/с$.

Сила Лоренца, действующая на проводник, будет направлена вертикально вверх. Поэтому, чтобы уравновесить вес проводника, нужно подать на него силу, направленную вертикально вниз. Такая сила может быть создана электрическим током, протекающим через проводник.

Сила тока $I$ в проводнике связана с зарядом $q$ и скоростью $v$ следующим образом:
$$
I = \frac{q}{t}v,
$$
где $t$ - время, в течение которого заряд $q$ проходит через поперечное сечение проводника.

Так как проводник неподвижен, то сила Лоренца должна быть равна весу проводника:
$$
F = mg.
$$

Подставляя все известные значения, получаем:
$$
qvB = mg,
$$
$$
I = \frac{mg}{qv} = \frac{0.005 \cdot 9.8}{1.6\times 10^{-19} \cdot 0.2 \cdot 0.3} \approx 6.1\ А.
$$

Ответ: чтобы вес проводника стал равен нулю, необходимо пропустить через него ток силой около 6.1 А.
0
·
Хороший ответ
23 апреля 2023 17:48
Остались вопросы?
Найти нужный