Question

По  горизонтально  расположенному  проводнику  длиной  20 см и массой 4 г течёт ток 10 А. Найдите индукцию (модуль и  направление)  магнитного  поля,  в  которое  нужно  поместить  проводник, чтобы сила тяжести уравновешивалась силой Ам-пера (I ⊥B).

Answer 1

дано:  
длина проводника L = 20 см = 0,2 м  
масса проводника m = 4 г = 0,004 кг  
сила тока I = 10 А  
сила тяжести g = 9,8 м/с²  

найти:  
модуль индукции магнитного поля B и его направление

решение:  
Для уравновешивания силы тяжести и силы Ампера, эти силы должны быть равны по величине, то есть:  
Fм = Fт

1. Сила тяжести:  
Fт = m * g = 0,004 * 9,8 = 0,0392 Н

2. Сила Ампера, действующая на проводник:  
Fм = I * L * B

При уравновешивании этих сил:  
I * L * B = m * g

Теперь выразим индукцию магнитного поля B:  
B = (m * g) / (I * L)

Подставим известные значения:  
B = (0,004 * 9,8) / (10 * 0,2)  
B = 0,0392 / 2  
B = 0,0196 Тл = 20 мТл

Направление магнитного поля будет перпендикулярно направлению тока, согласно правилу правой руки, то есть оно будет направлено вверх (если ток течет в горизонтальном проводнике).

ответ:  
модуль индукции магнитного поля B = 20 мТл, направление — вверх