В вертикальном однородном магнитном поле на двух тонких нитях подвешен горизонтально проводник длиной 0,20 м и массой 20,4 г. Индукция магнитного поля равна 0,50 Тл. На какой угол от вертикали отклонятся нити, если сила тока в проводнике равна 2,0 А?
Для решения задачи воспользуемся формулой для силы Лоренца: [F = BIL\sin\theta,] где B - индукция магнитного поля, I - сила тока, L - длина проводника, (\theta) - угол отклонения нитей.
Так как проводник подвешен горизонтально и в равновесии, сила тяжести и сила Лоренца должны быть равны: [mg = 0,2 \sin\theta,] [0,0204 \cdot 9,81 = 0,2 \sin\theta,] [0,200 = 0,2 \sin\theta,] [\sin\theta = 1.]
Для решения задачи воспользуемся формулой для силы Лоренца:
[F = BIL\sin\theta,]
где B - индукция магнитного поля, I - сила тока, L - длина проводника, (\theta) - угол отклонения нитей.
Подставляя известные значения, получим:
[F = 0,5 \cdot 2 \cdot 0,2 \cdot \sin\theta = 0,2 \sin\theta.]
Так как проводник подвешен горизонтально и в равновесии, сила тяжести и сила Лоренца должны быть равны:
[mg = 0,2 \sin\theta,]
[0,0204 \cdot 9,81 = 0,2 \sin\theta,]
[0,200 = 0,2 \sin\theta,]
[\sin\theta = 1.]
Отсюда получаем угол отклонения нитей:
[\theta = \arcsin(1) = 90^\circ.]
Таким образом, нити отклонятся на (90^\circ) от вертикали.