Рассмотрим задачу по шагам, чтобы понять, как изменится сила Ампера при повороте проводника в магнитном поле.
Дано:
- Проводник с током ( I ) находится в однородном магнитном поле с магнитной индукцией ( \mathbf{B} ).
- Угол между проводником и линиями индукции — ( \alpha = 90^\circ ).
Что нам нужно определить:
- Как изменится модуль силы Ампера, если, не меняя силу тока, повернуть проводник так, чтобы угол увеличился на 90°.
Шаг 1: Формула силы Ампера
Модуль силы Ампера, действующей на прямой токовый проводник в магнитном поле, задаётся формулой:
[
F = I L B \sin \alpha
]
где:
- ( I ) — сила тока,
- ( L ) — длина проводника,
- ( B ) — магнитная индукция,
- ( \alpha ) — угол между проводником и линиями индукции.
Шаг 2: Исходный угол и начальная сила
Изначально:
[
\alpha_1 = 90^\circ
]
Тогда модуль силы:
[
F_1 = I L B \sin 90^\circ = I L B \times 1 = I L B
]
Шаг 3: После поворота
Новая позиция — угол увеличился на 90°, то есть:
[
\alpha_2 = \alpha_1 + 90^\circ = 90^\circ + 90^\circ = 180^\circ
]
Модуль силы после поворота:
[
F_2 = I L B \sin 180^\circ = I L B \times 0 = 0
]
(так как (\sin 180^\circ = 0)).
Ответ:
- Сила уменьшится и станет равна нулю.
Вывод:
при повороте проводника, увеличив угол на 90°, сила Ампера исчезнет, так как ( \sin 180^\circ = 0 ).
Итоговый ответ:
станет равным 0