2017-07-12
На двух легких проводящих нитях горизонтально висит металлический стержень длиной $l = 0,25 м$ и массой $m = 15 г$. Стержень находится в однородном магнитном поле с индукцией $B = 0,3 Тл$, направленной вертикально вниз. Определите угол отклонения нитей от вертикали, если сила тока в стержне $I = 0,2 А$.
Решение:
На стержень действуют сила тяжести $\vec{F}_{T}$, сила натяжения нити $\vec{T}$ и сила Ампера $\vec{F}_{A}$. Модуль силы Ампера $F_{A} = BIl \sin \alpha$, где $\alpha$ — угол между направлением тока в стержне и вектором магнитной индукции. В данном случае $\alpha = 0$, т.е. $F_{A} = BIl$. Условие равновесия стержня в магнитном поле в проекциях на оси системы координат (см. рисунок) дает
$T \sin \alpha = IBl$,
$T \cos \alpha = mg$
или
$\alpha = arctg \frac{IBl}{mg} \approx 6^{ \circ}$.