На проводник длиной 50 см, находящийся в однородном магнитном поле с магнитной индукцией 0,1 Тл, действует сила 0,05 Н. Вычислите угол между направлением силы тока и вектором…

Решение задачи по физике (класс 11, цель — понять).

Дано:

• Длина проводника L = 50 см = 0.50 м
• Магнитная индукция B = 0.1 Тл
• Сила, действующая на проводник F = 0.05 Н
• Сила тока I = 2 А
• Перемещение проводника s = 25 мм = 0.025 м

1. Найти угол между направлением тока и вектором B

• Формула для силы на токовый проводник: F = I L B sin(φ), где φ — угол между направлением тока и B.
• Выразим sin(φ): sin(φ) = F / (I L B) = 0.05 / (2 × 0.50 × 0.1) = 0.05 / 0.10 = 0.5.
• Отсюда φ = arcsin(0.5) = 30°. Это острый угол между направлениями.
• Обращаем внимание: теоретически возможны две величины φ = 30° и φ = 150° (так как sin(φ) одинаково для 30° и 150°). Обычно берут более простой (acute) угол 30°.

Ответ по углу: 30° (прикладно). Дополнительно: возможен 150° как дополнительная конфигурация направления.

2. Найти работу, совершённую при перемещении проводника на 25 мм

• Если перемещение осуществляется в направлении силы F (то есть угол между F и дислокацией равен 0), работа равна W = F s.
• Подстановка: W = 0.05 Н × 0.025 м = 0.00125 Дж = 1.25 × 10^-3 Дж.

Важно:

• Если направление перемещения не совпадает с направлением силы, формула будет W = F s cos(α), где α — угол между F и направлением перемещения.
• В общем виде W = (I L × B) · s_vec, но для данной задачи предполагаем движение вдоль направления силы, поэтому W = F s.

Итог:

• Угол между направлением тока и B: 30° (возможен также 150° в зависимости от ориентации).
• Работа при перемещении проводника на 25 мм (в направлении силы): 1.25 мДж.