Вопрос школьника
Прямолинейный проводник длиной l = 2 м, по которому пропущен ток силой I = 4,5 А, помещён в однородное магнитное поле с индукцией В = 0,5 Тл перпендикулярно линиям магнитной индукции. Проводник сместился на расстояние r = 0,2 м. Вычислить работу сил поля при указанном смещении проводника.
Ответ от учителя
При движении проводника в магнитном поле на него действует сила Лоренца, которая направлена перпендикулярно и к проводнику, и к направлению магнитного поля. В данном случае сила Лоренца будет направлена вверх или вниз, в зависимости от направления тока в проводнике.
Сила Лоренца вычисляется по формуле F = BIL, где B — индукция магнитного поля, I — сила тока, L — длина проводника, находящегося в магнитном поле.
В данном случае сила Лоренца будет равна F = 0,5 * 4,5 * 2 = 4,5 Н. Эта сила будет действовать на проводник на протяжении всего его движения в магнитном поле.
Работа силы поля при смещении проводника на расстояние r = 0,2 м вычисляется по формуле W = F * r * cos(α), где α — угол между направлением силы и направлением смещения проводника.
В данном случае угол α равен 90 градусов, так как сила Лоренца направлена перпендикулярно к направлению смещения проводника. Поэтому cos(α) = 0.
Таким образом, работа силы поля при смещении проводника на расстояние r = 0,2 м будет равна W = 4,5 * 0,2 * 0 = 0 Дж. То есть, работа силы поля при таком смещении проводника будет равна нулю.
