(Обновлен)Задание 3 Параграф 3 ГДЗ Мякишев 11 класс (Физика)

Задача

Рассмотрим вариант решения задания из учебника Мякишев, Буховцев 11 класс, Просвещение: 3. Квадратная рамка с током массой 200 г со стороной, равной 20 см, лежит на горизонтальной поверхности. Индукция магнитного поля, равная 4 Тл, параллельна плоскости рамки. При какой минимальной силе тока одна из сторон рамки не давит на поверхность?

Подробный ответ

Дано

$$m=200\ \text{г}=0{,}2\ \text{кг}$$

$$l=20\ \text{см}=0{,}2\ \text{м}$$

$$B=4\ \text{Тл}$$

$$g=9{,}8\ \text{м/с}^2$$

Найти: $$I_{\min}$$

Ход решения

Чтобы одна из сторон рамки не давила на поверхность, сила Ампера, действующая на эту сторону, должна уравновесить момент сил тяжести относительно ребра опоры.

Для стороны рамки, на которую действует сила Ампера, имеем:

$$F_A=IBl\sin 90^\circ=IBl$$

Момент силы Ампера:

$$M_A=F_A l=IBl^2$$

Момент силы тяжести рамки относительно ребра опоры равен:

$$M_g=\frac{m}{2}gl$$

Условие равновесия моментов:

$$IBl^2=\frac{m}{2}gl$$

Отсюда

$$I=\frac{mg}{2Bl}$$

Подставим значения:

$$ I=\frac{0{,}2\cdot 9{,}8}{2\cdot 4\cdot 0{,}2} =\frac{1{,}96}{1{,}6} =1{,}225\ \text{А} $$