Решить
Краткие ответы
- От наблюдателя
- А — 2, Б — 3 →
23 - \(1\ \text{Н}\)
- Вниз
- \(30\ \text{мДж}\)
Решение
1. Направление магнитной индукции в центре витка
Ток на рисунке направлен по часовой стрелке. По правилу буравчика: если пальцы правой руки направлены по току, большой палец показывает направление магнитного поля.
Большой палец направлен от наблюдателя.
2. Соответствие правил
- Вектор магнитной индукции определяется по правилу буравчика — А–2.
- Направление индукционного тока определяется по правилу Ленца — Б–3.
3. Сила Ампера
Используем формулу:
\[ F=BIl\sin\alpha. \]
Переведём длину:
\[ 25\text{ см}=0{,}25\text{ м}. \]
Подставим значения:
\[ F=4\cdot2\cdot0{,}25\cdot\sin30^\circ =4\cdot2\cdot0{,}25\cdot0{,}5=1\text{ Н}. \]
4. Направление силы Ампера
Ток направлен к наблюдателю (точка на рисунке), магнитное поле — влево. По правилу левой руки сила Ампера направлена вниз.
5. Работа силы Ампера
Сначала найдём силу:
\[ F=BIl, \]
так как проводник перпендикулярен линиям магнитной индукции.
\[ B=200\text{ мТл}=0{,}2\text{ Тл},\quad l=0{,}3\text{ м},\quad s=0{,}1\text{ м}. \]
\[ F=0{,}2\cdot5\cdot0{,}3=0{,}3\text{ Н}. \]
Работа:
\[ A=Fs=0{,}3\cdot0{,}1=0{,}03\text{ Дж}. \]
Переведём в миллиджоули:
\[ 0{,}03\text{ Дж}=30\text{ мДж}. \]
Обсуждение
2 сообщенияЭто продолжение текущей учебной цели: движение заряженной частицы в магнитном поле.
Так как \(\vec B \perp \vec v\), протон движется по окружности. Радиус орбиты:
\[ r=\frac{mv}{qB}, \]
где \(q=1{,}6\cdot10^{-19}\ \text{Кл}\).
Переведём индукцию:
\[ B=0{,}05\ \text{мТл}=5\cdot10^{-5}\ \text{Тл}. \]
Подставим:
\[ r=\frac{1{,}67\cdot10^{-27}\cdot8\cdot10^6} {1{,}6\cdot10^{-19}\cdot5\cdot10^{-5}} =1{,}67\cdot10^3\ \text{м}. \]
\[ 1{,}67\cdot10^3\ \text{м}=1{,}67\ \text{км}\approx \boxed{1{,}7\ \text{км}}. \]
