В вертикальном однородном магнитном поле на двух тонких нитях подвешен горизонтально проводник массы 0,16 кг и длины 80 см. Концы проводника гибкими проводами, находящимися вне поля, подключены к источнику. Найдите угол, на который отклоняются от вертикали нити подвеса, если по проводнику течёт ток 2 А, а индукция поля 1 Тл.
▶Посмотреть решениеСкрыть решение
Проводник массы \(m=0{,}16\) кг, длины \(l=80\) см \(=0{,}80\) м, ток \(I=2\) А, поле \(B=1\) Тл вертикально. Сила Ампера горизонтальна и равна
\[ F=IlB=2\cdot0{,}80\cdot1=1{,}60\ \text{Н}. \]Вес \(mg=0{,}16\cdot9{,}8=1{,}57\) Н \(\approx1{,}60\) Н. Числа подобраны: \(IlB\approx mg\).
В равновесии две нити отклонены на угол \(\alpha\) от вертикали. Натяжения дают
\[ 2T\sin\alpha=F,\qquad 2T\cos\alpha=mg, \]откуда
\[ \operatorname{tg}\alpha=\frac{F}{mg}\approx1\qquad\Longrightarrow\qquad\alpha=45^\circ. \]Гибкие подводы находятся вне поля и силы Ампера не дают. Сам провод остаётся горизонтальным: силы на концы симметричны.