Реши задание на изображении
Краткие ответы
- \(B=0{,}02\) Тл \(=20\) мТл
- \(F=0{,}15\) Н
- \(\Phi=0{,}125\) Вб — при условии, что линии поля перпендикулярны рамке
- \(B=2\) Тл
- Сила Ампера направлена вниз (если расположить лист так, чтобы текст читался: \(N\) слева, \(S\) справа). На самом фото без поворота это направление влево.
Как решать
Основные формулы:
\[ F_A=BIL\sin\alpha \]
\[ \Phi=BS\cos\alpha \]
Для силы Ампера \(\alpha\) — угол между током и полем; для магнитного потока \(\alpha\) — угол между полем и нормалью к плоскости рамки. В школьных задачах чаще всего поле перпендикулярно, тогда \(\sin90^\circ=1\), \(\cos0^\circ=1\).
1.
\[
B=\frac{F}{IL}
=\frac{0{,}4}{10\cdot2}
=0{,}02\ \text{Тл}
\]
2.
Переводим длину:
\[
10\ \text{см}=0{,}1\ \text{м}
\]
\[ F=BIL =0{,}05\cdot30\cdot0{,}1 =0{,}15\ \text{Н} \]
3.
\[
\Phi=BS
=0{,}5\cdot0{,}25
=0{,}125\ \text{Вб}
\]
Если угол в задаче не подразумевается прямым, то нужен ещё угол: \[ \Phi=BS\cos\alpha \]
4.
Переводим единицы:
\[
20\ \text{см}^2=20\cdot10^{-4}=0{,}002\ \text{м}^2
\]
\[ 4\ \text{мВб}=0{,}004\ \text{Вб} \]
\[ B=\frac{\Phi}{S} =\frac{0{,}004}{0{,}002} =2\ \text{Тл} \]
5.
Символ \(\otimes\) означает, что ток направлен от наблюдателя, в плоскость листа.
Поле идёт от \(N\) к \(S\). По правилу левой руки:
- четыре пальца — по току, от нас;
- линии магнитной индукции входят в ладонь;
- большой палец показывает направление силы Ампера.
В нормальной ориентации листа сила направлена вниз.
Проверка единиц:
\(\text{Н}/(\text{А}\cdot\text{м})=\text{Тл}\),
\(\text{Тл}\cdot\text{А}\cdot\text{м}=\text{Н}\),
\(\text{Тл}\cdot\text{м}^2=\text{Вб}\).
