В однородном горизонтальном магнитном поле находится в равновесии горизонтальный прямолинейный алюминиевый проводник с током силой 10А, расположенный перпендикулярно полю. Определить индукцию поля, считая радиус проводника равным 2 мм.
от

1 Ответ

Дано:  
- сила тока I = 10 А.  
- радиус проводника r = 2 мм = 0,002 м.

Найти:  
индукцию магнитного поля B.

Решение:

1) В однородном магнитном поле прямолинейный проводник с током испытывает силу, которая определяется по формуле:
F = B * I * L,
где F — сила, действующая на проводник, B — индукция магнитного поля, I — сила тока, L — длина проводника в магнитном поле.

2) В данном случае проводник находится в равновесии, значит, сила, действующая на него, равна силе тяжести. Сила тяжести F_t вычисляется по формуле:
F_t = m * g,
где m — масса проводника, g — ускорение свободного падения (примерно 9,81 м/с²).

3) Для нахождения массы проводника используем его объем и плотность алюминия. Объем V проводника вычисляется по формуле:
V = π * r^2 * L,
где r — радиус проводника.

4) Массу проводника можно выразить как:
m = ρ * V,
где ρ — плотность алюминия (приблизительно 2700 кг/м³).

5) Подставим значения:
V = π * (0,002)^2 * L = π * 4 * 10^(-6) * L.

6) Тогда масса проводника:
m = 2700 * (π * 4 * 10^(-6) * L) = 0,0000108π * L кг.

7) Теперь найдем силу тяжести:
F_t = m * g = 0,0000108π * L * 9,81.

8) Поскольку в равновесии F_t = F, то:
0,0000108π * L * 9,81 = B * I * L.

9) Упрощаем уравнение, сокращая L:
0,0000108π * 9,81 = B * I.

10) Подставим значение I:
B = (0,0000108π * 9,81) / 10.

11) Посчитаем:
B ≈ 0,0000108 * 3,14159 * 9,81 / 10 ≈ 0,0000334 Тл.

Ответ:  
Индукция магнитного поля составляет примерно 0,0000334 Тл.
от