Вопрос задан 18.12.2024 в 09:24. Предмет Физика. Спрашивает Кобеев Диас.

Чему равна сила Ампера, действующая на стальной прямой проводник с током длиной 10 см и площадью поперечного сечения 2 ⋅ 10–2 мм2
, если
напряжение на нём 2,4 В, а модуль вектора магнитной индукции 1 Тл?
Вектор магнитной индукции перпендикулярен проводнику. Удельное
сопротивление стали 0,12 Ом ⋅ мм2
/м.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Кравченко Юлия.

Для того чтобы рассчитать силу Ампера, действующую на стальной проводник с током, нужно воспользоваться формулой для силы Ампера:

F=I⋅L⋅B⋅sin⁡(α),F = I \cdot L \cdot B \cdot \sin(\alpha),

где:

  • II — сила тока в проводнике,
  • LL — длина проводника,
  • BB — магнитная индукция,
  • α\alpha — угол между направлением тока и направлением магнитного поля.

Так как по условию задачи вектор магнитной индукции перпендикулярен проводнику, то угол α=90∘\alpha = 90^\circ, а значит, sin⁡(90∘)=1\sin(90^\circ) = 1. Тогда формула упрощается до:

F=I⋅L⋅B.F = I \cdot L \cdot B.

Теперь нужно найти силу тока II. Для этого используем закон Ома в виде:

I=UR,I = \frac{U}{R},

где UU — напряжение на проводнике, а RR — его сопротивление.

Сопротивление RR проводника можно выразить по формуле:

R=ρ⋅LA,R = \rho \cdot \frac{L}{A},

где:

  • ρ\rho — удельное сопротивление материала (в данном случае, стали),
  • LL — длина проводника,
  • AA — площадь поперечного сечения.

Теперь подставим известные значения в формулы и проведем расчёты.

  1. Определим сопротивление RR:

    Длина проводника L=10 см=0,1 мL = 10 \, \text{см} = 0{,}1 \, \text{м}.

    Площадь поперечного сечения A=2⋅10−2 мм2=2⋅10−8 м2A = 2 \cdot 10^{-2} \, \text{мм}^2 = 2 \cdot 10^{-8} \, \text{м}^2 (переводим из мм² в м²).

    Удельное сопротивление стали ρ=0,12 Ω⋅мм2/м\rho = 0{,}12 \, \Omega \cdot \text{мм}^2 / \text{м}.

    Подставим в формулу:

    R=0,12⋅0,12⋅10−8=0,12⋅5⋅106=600000 Ω.R = 0{,}12 \cdot \frac{0{,}1}{2 \cdot 10^{-8}} = 0{,}12 \cdot 5 \cdot 10^6 = 600000 \, \Omega.
  2. Вычислим силу тока II:

    Напряжение U=2,4 ВU = 2{,}4 \, \text{В}.

    Тогда:

    I=2,4600000=4⋅10−6 А.I = \frac{2{,}4}{600000} = 4 \cdot 10^{-6} \, \text{А}.
  3. Найдём силу Ампера FF:

    Магнитная индукция B=1 ТлB = 1 \, \text{Тл}, длина проводника L=0,1 мL = 0{,}1 \, \text{м}.

    Подставим значения в формулу для силы Ампера:

    F=4⋅10−6⋅0,1⋅1=4⋅10−7 Н.F = 4 \cdot 10^{-6} \cdot 0{,}1 \cdot 1 = 4 \cdot 10^{-7} \, \text{Н}.

Ответ: Сила Ампера, действующая на проводник, равна 4⋅10−7 Н4 \cdot 10^{-7} \, \text{Н}.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос