№842 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

1. Сила тока в горизонтально расположенном проводнике длиной 20 см и массой 4 г равна 10 А. Найти индукцию (модуль и направление) магнитного поля, в которое нужно поместить проводник, чтобы сила тяжести уравновесилась силой Ампера.

Чтобы проводник был в равновесии, сила Ампера должна уравновесить силу тяжести:

$$F_A=F_{\text{тяж}}$$

Для прямого проводника в магнитном поле

$$F_A=BIl\sin\alpha$$

Чтобы сила была максимальной и направленной вертикально, проводник располагают перпендикулярно линиям магнитной индукции, то есть $$\alpha=90^\circ$$, тогда $$\sin\alpha=1$$.

Следовательно,

$$BIl=mg$$

$$B=\frac{mg}{Il}$$

Переведём величины в СИ:

$$m=4\ \text{г}=4\cdot10^{-3}\ \text{кг}, \quad l=20\ \text{см}=0{,}2\ \text{м}$$

Подставим значения:

$$B=\frac{4\cdot10^{-3}\cdot9{,}8}{10\cdot0{,}2} =\frac{0{,}0392}{2} =0{,}0196\ \text{Тл}\approx0{,}02\ \text{Тл}$$

Направление магнитного поля выбирают так, чтобы сила Ампера была направлена вверх, против силы тяжести. По правилу левой руки, если ток направлен слева направо, то вектор $$\vec B$$ должен быть направлен перпендикулярно плоскости рисунка от наблюдателя.

Ответ: $$B\approx0{,}02\ \text{Тл}$$, направление — перпендикулярно проводнику, от наблюдателя (при токе слева направо).