Question

На горизонтальных проводящих рейках, расстояние между которыми l = 50 см, перпендикулярно им лежит стержень массой 200 г. Вся система находится в вертикальном однородном магнитном поле. При протекании по стержню тока силой 8 А он начинает скользить по рейкам. Чему равна индукция магнитного поля, если коэффициент трения о рельсы

Answer 1

Дано:
Расстояние между рейками (l) = 50 см = 0,5 м
Масса стержня (m) = 200 г = 0,2 кг
Сила тока (I) = 8 А
Коэффициент трения (μ) = ?

Найти:
Индукция магнитного поля (B)

Решение:
Когда стержень начинает скользить по рейкам, сила трения равна силе Лоренца, действующей на проводник в магнитном поле. Сила Лоренца выражается следующим образом:

F = B * I * l

Где:
F - сила Лоренца,
B - индукция магнитного поля,
I - сила тока,
l - длина проводника в магнитном поле.

Сила трения выражается как:

Fтр = μ * m * g

Где:
Fтр - сила трения,
μ - коэффициент трения,
m - масса стержня,
g - ускорение свободного падения (примем его равным 9,8 м/с²).

Так как стержень начинает скользить, то сила трения равна силе Лоренца:

B * I * l = μ * m * g

Теперь выразим индукцию магнитного поля (B):

B = (μ * m * g) / (I * l)

Подставим известные значения и рассчитаем:

B = (μ * 0,2 кг * 9,8 м/с²) / (8 А * 0,5 м)

B = (μ * 1,96 Н) / 4 А

B = 0,49 Н * м / А

Ответ:
Индукция магнитного поля равна приблизительно 0,49 Тл.