Реши 1,2,3 задачи
Краткий ответ
- Ток должен идти по часовой стрелке (если смотреть на кольцо со стороны наблюдателя).
- \(B=0{,}1\ \text{Тл}\) — для схемы рис. 92, где сила Ампера направлена вдоль перемещения.
- \(L=2\ \text{мГн}\).
Решение
1. Направление тока
Магнитная индукция направлена от нас, то есть в плоскость рисунка.
Чтобы при повороте кольца на \(180^\circ\) внешние силы совершили положительную работу, магнитный момент кольца вначале должен быть направлен по полю. Тогда при повороте он станет направлен против поля, и внешние силы будут работать против магнитного момента.
По правилу правой руки магнитный момент направлен в плоскость рисунка, если ток идёт по часовой стрелке.
Ответ: по часовой стрелке.
2. Индукция магнитного поля
Дано:
\[ l=0{,}5\ \text{м},\qquad d=20\ \text{см}=0{,}2\ \text{м}, \]
\[ I=6\ \text{А},\qquad A=60\ \text{мДж}=0{,}06\ \text{Дж}. \]
Сила Ампера:
\[ F_A=BIl. \]
Работа силы:
\[ A=F_A d=BIl d. \]
Отсюда:
\[ B=\frac{A}{Ild}. \]
Подставим значения:
\[ B=\frac{0{,}06}{6\cdot0{,}5\cdot0{,}2} =\frac{0{,}06}{0{,}6} =0{,}1\ \text{Тл}. \]
Проверка:
\[ F_A=0{,}1\cdot6\cdot0{,}5=0{,}3\ \text{Н}, \]
\[ A=0{,}3\cdot0{,}2=0{,}06\ \text{Дж}=60\ \text{мДж}. \]
Ответ: \(B=0{,}1\ \text{Тл}\).
3. Индуктивность катушки
Дано:
\[ I=2{,}5\ \text{А},\qquad \Phi=5\ \text{мВб}=5\cdot10^{-3}\ \text{Вб}. \]
Используем связь магнитного потока и индуктивности:
\[ \Phi=LI. \]
Тогда:
\[ L=\frac{\Phi}{I} =\frac{5\cdot10^{-3}}{2{,}5} =2\cdot10^{-3}\ \text{Гн}. \]
Так как \(1\ \text{мГн}=10^{-3}\ \text{Гн}\), получаем:
\[ \boxed{L=2\ \text{мГн}}. \]
Проверка:
\[ LI=2\cdot10^{-3}\cdot2{,}5 =5\cdot10^{-3}\ \text{Вб}=5\ \text{мВб}. \]
На фото сам рис. 92 не виден; если в нём сила Ампера направлена не вдоль перемещения, результат задачи 2 нужно уточнить.
