Дано:
- масса проводника m = 10 г = 0,01 кг
- длина проводника L = 20 см = 0,2 м
- индукция магнитного поля B = 0,2 Тл
- ток I = 2 А
Найти:
- угол отклонения проводника от вертикали.
Решение:
1. Сначала найдем силу тяжести, действующую на проводник:
F_t = m * g
F_t = 0,01 * 9,81 = 0,0981 Н
2. Сила, действующая на проводник в магнитном поле, определяется по формуле:
F_m = I * L * B
F_m = 2 * 0,2 * 0,2 = 0,08 Н
3. Проводник отклоняется из-за баланса сил: магнитная сила F_m и сила тяжести F_t действуют под углом. Из-за этого проводник отклоняется на угол θ, при котором эти силы уравновешивают друг друга.
4. Рассмотрим уравновешивание сил:
Проекция магнитной силы на горизонтальную ось должна уравновешивать силу тяжести, а проекция силы тяжести на вертикальную ось уравновешивает магнитную силу. Это дает соотношение:
tan(θ) = F_m / F_t
Подставим значения:
tan(θ) = 0,08 / 0,0981 ≈ 0,816
5. Теперь найдем угол θ:
θ = arctan(0,816) ≈ 39,4°
Ответ:
Угол отклонения проводника от вертикали составляет примерно 39,4°.