Лучшие помощники
- Megamozg 2200 б
- Matalya1 1800 б
- DevAdmin 1705 б
- arkasha_bortnikov 895 б
- Dwayne_Johnson 860 б
28 апреля 2023 08:41
197
Квадратная рамка лежит в одной плоскости с длинным прямым проводом так, что ближайшая сторона рамки находится от провода на расстоянии равном ее длине. По рамке и по проводу текут одинаковые токи 10 А. Какая сила действует на рамку?
1
ответ
На каждый элемент рамки, находящийся на расстоянии $l$ от провода, действует сила Лоренца:
$$F = BIl,$$
где $B$ - магнитная индукция, $I$ - сила тока, $l$ - длина элемента.
Так как все элементы рамки находятся на одинаковом расстоянии $l$ от провода, то сила, действующая на каждый элемент, будет одинаковой и направлена перпендикулярно проводу.
Суммируя силы, действующие на все элементы рамки, получим общую силу, действующую на рамку:
$$F_\text{рамки} = BIl\cdot n,$$
где $n$ - количество элементов рамки.
Чтобы найти магнитную индукцию, воспользуемся формулой для магнитного поля вокруг прямого провода:
$$B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r},$$
где $\mu_0$ - магнитная постоянная, $I$ - сила тока, $r$ - расстояние от провода до рамки.
Так как ближайшая сторона рамки находится от провода на расстоянии равном ее длине, то $r = l$. Подставляем все значения и получаем:
$$F_\text{рамки} = \frac{\mu_0 I^2 l^2 n}{2\pi l} = \frac{\mu_0 I^2 l n}{2\pi}.$$
Подставляем известные значения и получаем:
$$F_\text{рамки} = \frac{4\pi\times 10^{-7} \cdot 10^2 \cdot 1 \cdot 4}{2\pi} \approx 2\times 10^{-4} \text{ Н}.$$
Таким образом, на рамку действует сила примерно $2\times 10^{-4}$ Н.
$$F = BIl,$$
где $B$ - магнитная индукция, $I$ - сила тока, $l$ - длина элемента.
Так как все элементы рамки находятся на одинаковом расстоянии $l$ от провода, то сила, действующая на каждый элемент, будет одинаковой и направлена перпендикулярно проводу.
Суммируя силы, действующие на все элементы рамки, получим общую силу, действующую на рамку:
$$F_\text{рамки} = BIl\cdot n,$$
где $n$ - количество элементов рамки.
Чтобы найти магнитную индукцию, воспользуемся формулой для магнитного поля вокруг прямого провода:
$$B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r},$$
где $\mu_0$ - магнитная постоянная, $I$ - сила тока, $r$ - расстояние от провода до рамки.
Так как ближайшая сторона рамки находится от провода на расстоянии равном ее длине, то $r = l$. Подставляем все значения и получаем:
$$F_\text{рамки} = \frac{\mu_0 I^2 l^2 n}{2\pi l} = \frac{\mu_0 I^2 l n}{2\pi}.$$
Подставляем известные значения и получаем:
$$F_\text{рамки} = \frac{4\pi\times 10^{-7} \cdot 10^2 \cdot 1 \cdot 4}{2\pi} \approx 2\times 10^{-4} \text{ Н}.$$
Таким образом, на рамку действует сила примерно $2\times 10^{-4}$ Н.
0
·
Хороший ответ
28 апреля 2023 08:42
Остались вопросы?
Еще вопросы по категории Математика
Какое число является наименьшим в задании?...
Какое решение имеет уравнение 10x² - 5x = 0?...
Какое значение больше: 9 дм или 1 м?...
Масштаб 1: 1000 это значит что в 1 см 10 м. Как будет на плане 3,0 м сколько см. нужно чертить и 4.5. м - сколько см?...
Какой знак будет у числа 10 в минус 15 степени?...
Все предметы