Якого сила і напрям струму потрібно пропустити по стрижню, щоб він не тиснув на рейки, які перпендикулярні йому

Содержание: Вплив магнітного поля на струм

Пояснення: Щоб відповісти на дане запитання, ми будемо використовувати закон Лоренца, який говорить нам про вплив магнітного поля на заряджені частинки, що рухаються.

З аксіоми закону Лоренца ми знаємо, що на заряджену частинку, яка рухається зі швидкістю v в магнітному полі індукцією B, діє сила F, яка задається формулою: F = q * v * B * sin(θ), де q - заряд частинки, v - її швидкість, B - величина магнітної індукції, θ - кут між векторами швидкості та магнітної індукції.

У даній задачі потрібно знайти силу, яка діє на рейки. Припустимо, що сила, яка діє на рейки, рівна нулю. Це означає, що сила, яка діє на струм, і сила, яка діє на рейки, зворотні та рівні за модулем.

Отже, можемо записати рівняння: F = q * v * B * sin(θ) = 0

Синус кута θ має бути рівним нулю, щоб виконувалася ця рівність.

Тому, напрям струму повинен бути паралельним магнітному полю, або ж кут між векторами швидкості та магнітної індукції повинен дорівнювати нулю (θ = 0).

Отже, для того, щоб струм не тиснув на рейки, потрібно пропустити його по стрижню у напрямку, паралельному магнітному полю.

Приклад використання: Нехай магнітна індукція становить 0,18 Т, заряд частинки - 2 Кл, а швидкість частинки - 5 м/с. Який напрям струму потрібно пропустити через стрижень, щоб він не тиснув на рейки, перпендикулярні йому?

Порада: Щоб краще розуміти вплив магнітного поля на рух частинок, порадуємо основи електромагнетизму, закон Лоренца та постійно працюйте над зразками вирішення задач.

Вправа: Якщо заряд частинки - 3 Кл, а швидкість частинки в магнітному полі з індукцією 0,12 Т складає 8 м/с, визначте напрям струму таким чином, щоб він не тиснув на рейки, перпендикулярні йому.

Тема вопроса: Электромагнитная индукция

Разъяснение: Для понимания данной задачи нам необходимо знать некоторые основные принципы электромагнитной индукции. Если проводник движется в магнитном поле, то возникает электродвижущая сила (ЭДС), пропорциональная индукции магнитного поля, скорости движения проводника, длине проводника и синусу угла между направлением движения и магнитным полем. В данной задаче стрижень и рейки находятся перпендикулярно друг другу, поэтому угол между проводником и магнитным полем равен 90 градусов, а синус угла будет равен 1.

Магнитная индукция равна 0,18 Тесла, поэтому ЭДС, вызванная движением проводника, должна быть равна 0,18 Вольт (Е = B * v * l * sinθ).

Теперь, чтобы сила, вызванная пасхальным рейками, была равной нулю (это значит, что стрижень не должен оказывать давление на рейки), мы должны пропустить по проводнику ток, равный нулю (F = q * v * B * sinθ).

Таким образом, чтобы избежать давления на рейки, необходимо пропустить ток через проводник, равный нулю.

Совет: Для лучшего понимания электромагнитной индукции, рекомендуется изучить закон Фарадея и узнать, как определяется электромагнитная индукция и электродвижущая сила.

Проверочное упражнение: Какую силу и направление тока нужно пропустить через проводник, чтобы создать магнитное поле в 0,5 Тесла в центре радиуса 10 см? (Предположим, что проводник имеет форму круга и находится в одной плоскости с центром магнитного поля)