Вопрос школьника
По горизонтально расположенному проводнику длиной 20 см и массой 4 г течет ток 10 А. Найдите индукцию (модуль и направление) магнитного поля, в которое нужно поместить проводник, чтобы сила тяжести уравновесилась силой Лоренца
Ответ от учителя
Сила Лоренца, действующая на проводник, который находится в магнитном поле, определяется по формуле:
F = BIL,
где B — индукция магнитного поля, I — сила тока, L — длина проводника.
Сила тяжести, действующая на проводник, определяется по формуле:
F = mg,
где m — масса проводника, g — ускорение свободного падения.
Для того чтобы сила тяжести уравновесилась с силой Лоренца, необходимо, чтобы BIL = mg.
Известны значения L, I и m, поэтому можно выразить B:
B = mg / IL.
Подставляя числовые значения, получаем:
B = (0,004 кг * 9,81 м/с²) / (10 А * 0,2 м) ≈ 0,98 Тл.
Таким образом, индукция магнитного поля, в которое нужно поместить проводник, чтобы сила тяжести уравновесилась с силой Лоренца, составляет около 0,98 Тл. Направление магнитного поля можно определить с помощью правила левой руки: если указательный палец направлен в сторону тока, а средний палец — в сторону магнитного поля, то большой палец будет указывать направление силы Лоренца.
