Глава 1. Электродинамика

Задачи с решениямиЗадачи с решениямиВключить/Выключить фоновую музыкуВключить/Выключить звуки событий


По двум параллельным рельсам, находящимся на расстоянии l = 49 см друг от друга и расположенным под углом φ = 14° к горизонту, может свободно без трения скользить стержень ab, имеющий массу m = 50 г. По стержню от источника постоянного тока пропускают ток силой I = 5,0 А. Какое вертикальное магнитное поле B необходимо создать, чтобы стержень оказался в состоянии равновесия? В какую сторону – вверх или вниз – должен при этом быть направлен вектор

Решение

На стержень с током I в магнитном поле с индукцией будет действовать сила Ампера равная по модулю

F = IBl sin α,
где α – угол между направлением тока и направлением вектора В условии данной задачи угол α = π/2 и sin α = 1. Направление силы Ампера можно определить по правилу левой руки. Если рассмотрим направление тока I и направление вектора указанные на рисунке в условии задачи, то получим, что сила будет направлена в сторону наклонной плоскости. Она будет иметь составляющую, направленную вверх по наклонной плоскости, равную F cos φ. Условие равновесия стержня записывается в виде
IBl cos φ = mg sin φ,

Отсюда следует

Если бы магнитное поле было направлено вертикально вверх, то равновесие стержня оказалось бы невозможным.


 2 из 2