§ 29. Сила Ампера. Принцип суперпозиции магнитных полей

Пример решения задачи

В однородном магнитном поле, индукция которого направлена вертикально и её модуль B = 0,50 Тл, на лёгких проводах горизонтально подвешен прямолинейный металлический стержень длиной l = 0,20 м и массой m = 50 г. Сила тока, проходящего по стержню, I = 5,0 А. Определите, на какой угол от вертикали отклонились провода, поддерживающие стержень. Воздействием магнитного поля на ток в подводящих проводах пренебречь.

Дано:
В = 0,50 Тл
l = 0,20 м
m = 50 г = 0,050 кг
I = 5,0 А
α — ?

Решение: На стержень действуют силы упругости проводов F with rightwards arrow on top subscript упр equals F with rightwards arrow on top subscript упр subscript 1 end subscript plus F with rightwards arrow on top subscript упр subscript 2 end subscript, сила тяжести m g with rightwards arrow on top и сила Ампера F with rightwards arrow on top subscript straight A (рис. 165). Модуль этой силы определяют по закону Ампера: F subscript straight A equals B I l. При равновесии стержня векторная сумма сил равна нулю: F with rightwards arrow on top subscript упр plus m g with rightwards arrow on top plus F with rightwards arrow on top subscript straight A equals 0 with rightwards arrow on top. Из рисунка 165 следует:

tg straight alpha equals fraction numerator F subscript straight A over denominator m g end fraction equals fraction numerator B I l over denominator m g end fraction.

tg straight alpha equals fraction numerator 0 comma 50 space Тл times 5 comma 0 space straight А times 0 comma 20 space straight м over denominator 0 comma 050 space кг times 9 comma 8 space begin display style straight м over straight с squared end style end fraction equals 1 comma 0 comma

следовательно, α = 45°.

Ответ: α = 45°.