Две параллельные проводящие шины лежат в горизонтальной плоскости и замкнуты с одной стороны на источник тока с ЭДС = 10 В и внутренним сопротивлением r = 0,1 Ом. На шинах лежит металлический стержень массой m = 10 г. Шины находятся в однородном магнитном поле. Определите модуль и направление минимальной магнитной индукции, при которой стержень начнёт перемещаться по шинам. Расстояние между шинами а = 0,1 м, коэффициент трения стержня о шины р = 0,6. Сопротивления шин и стержня не учитывать.

Сила тока в цепи:

\[ I = \frac{\mathcal{E}}{r} = \frac{10}{0{,}1} = 100\text{ А}. \]

Стержень начнёт двигаться, когда сила Ампера станет равна силе трения:

\[ F_{\text{Амп}} = F_{\text{тр}}, \qquad IaB = \mu mg. \]

Тогда

\[ B = \frac{\mu mg}{Ia} = \frac{0{,}6 \cdot 0{,}01 \cdot 9{,}8}{100 \cdot 0{,}1} \approx 0{,}0059\text{ Тл}. \]

Минимальная магнитная индукция равна примерно \(5{,}9\text{ мТл}\).

Поле должно быть направлено перпендикулярно плоскости шин: вертикально вверх или вниз. Конкретное направление выбирают по правилу левой руки так, чтобы сила Ампера была направлена вдоль шин; при изменении направления поля стержень будет двигаться в противоположную сторону.

0 0 Пожаловаться