Якою є робота, яку виконує магнітне поле з однорідною індукцією 20 мТл під час переміщення провідника довжиною 1

Суть вопроса: Работа, совершаемая магнитным полем на проводник

Пояснение: При перемещении проводника в магнитном поле с силовыми линиями, индукция которого однородна и равна 20 мТл, на проводник действует магнитная сила, которая производит работу.

Работа, совершаемая магнитным полем на проводник, можно вычислить по следующей формуле:

\[ W = F \cdot d \cdot \cos(\theta) \],

где:
W - работа, совершаемая магнитным полем,
F - сила, с которой магнитное поле действует на проводник,
d - перемещение проводника в магнитном поле,
θ - угол между направлением силы и направлением перемещения проводника.

Так как магнитное поле однородно, угол θ между силой и направлением перемещения равен 0 градусам, так как сила и перемещение параллельны. Следовательно, \cos(θ) = 1, и формула упрощается.

Теперь можем подставить величины в формулу:

W = F \cdot d \cdot 1,

W = B \cdot I \cdot d,

где:
B - индукция магнитного поля,
I - сила тока в проводнике,
d - длина проводника.

Подставляя известные значения, получаем:

W = 20 мТл \cdot I \cdot 1 м \cdot 20 см.

Местные единицы (мТл, м, см) можно преобразовать в соответствующие СИ-единицы (Тл, м, м), получая:

W = 20 \cdot 10^-3 Тл \cdot I \cdot 1 м \cdot 20 \cdot 10^-2 м,

W = 0.4 \cdot I \cdot м2.

Таким образом, работа, совершаемая магнитным полем на проводник, равна 0.4 \cdot I \cdot м2, где I - сила тока в проводнике.

Например:
Допустим, в проводнике проходит ток силой 3 А. Какая работа будет совершена магнитным полем, если проводник перемещается на расстояние 20 см?

Мы знаем, что сила тока I = 3 A, а перемещение проводника d = 20 см = 0.2 м.

Подставляя эти значения в формулу, получаем:

W = 0.4 \cdot I \cdot d,

W = 0.4 \cdot 3 \cdot 0.2,

W = 0.24 Дж.

Таким образом, работа, совершаемая магнитным полем на проводник, равна 0.24 Дж.

Совет: Для лучшего понимания темы рекомендуется изучить понятия магнитной индукции, магнитного поля и работы в физике. Угол между направлением силы и направлением перемещения проводника может варьироваться, что изменит значение \cos(θ). Изучение этих понятий поможет лучше понять, как работает магнитное поле на проводник.

Задача для проверки:
В проводнике протекает ток силой 2 А. Если длина проводника равна 0.5 м, то какую работу совершит магнитное поле с индукцией 15 мТл, если проводник перемещается на расстояние 30 см? Ответ округлите до одного знака после запятой.