По стержню массой 150 г, лежащему поперёк двух горизонтальных рельсов, расстояние между которыми 30 см, течёт ток 50 А. Коэффициент трения скольжения между стержнем и рельсами 0,6. Найдите индукцию магнитного поля, при которой проводник начнёт скользить по рельсам. Силовые линии поля направлены вертикально.

На стержень действуют две основные горизонтальные силы:

• сила трения, препятствующая движению;

• сила Ампера со стороны магнитного поля.

Так как силовые линии магнитного поля направлены вертикально, а ток в стержне течёт горизонтально, угол между направлением тока и магнитным полем равен $90^{\circ }$. Поэтому сила Ампера равна

где
$B$ — индукция магнитного поля,
$I=50$ А — сила тока,
$l=30\text{ см}=0,30$ м — расстояние между рельсами, то есть длина участка стержня с током, находящегося в поле.

Сила трения:

Поскольку поле вертикальное, сила Ампера направлена вдоль рельсов и не влияет на силу нормальной реакции. Поэтому

Следовательно,

В момент начала скольжения сила Ампера должна сравняться с силой трения:

Отсюда

Подставим значения:

То есть

Если в школьных расчётах принять $g=10{\text{ м/с}}^2$, получится ровно $B=0,06$ Тл.

Ответ: $0,06$ Тл (60 мТл).