Найдите сопротивление прямоугольной рамки, которая находится в однородном магнитном поле с индукцией В =5·10^-3 Тл. Изначально плоскость рамки образует угол в 30° с вектором индукции магнитного поля (рис.26), затем рамку развернули, чтобы вектор стал параллельным плоскости рамки. Через рамку протекает заряд q = 3 мКл. Определите сопротивление рамки.
Лисичка123
Чтобы найти сопротивление прямоугольной рамки, мы можем использовать формулу, связывающую силу Ампера и сопротивление с помощью формулы: \(F = BIL\), где \(F\) - сила Ампера, \(B\) - индукция магнитного поля, \(I\) - сила тока и \(L\) - длина проводника.
Сначала найдем силу Ампера, действующую на рамку. Сила Ампера может быть определена как \(F = BIL\), где \(B\) - индукция магнитного поля, \(I\) - сила тока и \(L\) - длина проводника. В данной задаче длина проводника равна одной стороне рамки, которую обозначим как \(l\). Таким образом, сила Ампера может быть записана как \(F = BIl\).
Далее вычислим индукцию магнитного поля. В условии задачи сказано, что индукция магнитного поля равна \(B = 5 \times 10^{-3}\) Тл.
Затем найдем силу тока \(I\), используя формулу \(I = \frac{q}{t}\), где \(q\) - заряд, прошедший через проводник, а \(t\) - время. В задаче сказано, что через рамку протекает заряд \(q = 3\) мКл.
Из условия задачи можно сделать вывод, что заряд прошел через рамку за некоторое время и, следовательно, имеем \(t > 0\). Таким образом, мы можем записать силу тока так: \(I = \frac{q}{t}\).
Теперь у нас есть все необходимые величины для вычисления силы Ампера:
\(F = BIl = (5 \times 10^{-3} \, \text{Тл}) \times (3 \times 10^{-6} \, \text{Кл}) \times l\).
Для определения сопротивления рамки нужно знать значение силы тока \(I\), которое мы еще не вычислили. Чтобы его найти, воспользуемся законом Ома, который связывает силу тока, напряжение и сопротивление с помощью формулы: \(U = IR\), где \(U\) - напряжение, \(I\) - сила тока и \(R\) - сопротивление.
Из условия задачи неизвестно напряжение, а нас интересует сопротивление рамки. Но мы можем использовать закон Ома для выражения силы тока: \(I = \frac{U}{R}\).
Таким образом, возвращаясь к формуле для силы Ампера, мы можем записать:
\(F = BIl = \frac{U}{R} \cdot l\).
Теперь мы можем выразить сопротивление рамки:
\(R = \frac{U}{I} = \frac{l}{F} \cdot U\).
Осталось только найти \(F\), подставить его в формулу и рассчитать сопротивление \(R\).
Так как рамка изначально образует угол в 30° с вектором индукции магнитного поля, то магнитная сила будет оказывать касательное воздействие на рамку, и сила Ампера будет оказывать касательное действие на стороны рамки. Так как сила Ампера является векторным произведением индукции магнитного поля и длины проводника, то угол между этими векторами будет 90°. В результате, \(F = BIl \sin(90°) = Bil\).
Подставив полученное значение силы Ампера в формулу для сопротивления, получим:
\(R = \frac{l}{Bil} \cdot U\).
Окончательный ответ: сопротивление рамки равно \(\frac{l}{Bil} \cdot U\). В этой формуле \(l\) - длина стороны рамки, \(B\) - индукция магнитного поля, \(i\) - сила тока и \(U\) - напряжение. Вычислите это выражение, используя данные из условия задачи, и вы получите ответ в требуемых единицах измерения сопротивления.
Сначала найдем силу Ампера, действующую на рамку. Сила Ампера может быть определена как \(F = BIL\), где \(B\) - индукция магнитного поля, \(I\) - сила тока и \(L\) - длина проводника. В данной задаче длина проводника равна одной стороне рамки, которую обозначим как \(l\). Таким образом, сила Ампера может быть записана как \(F = BIl\).
Далее вычислим индукцию магнитного поля. В условии задачи сказано, что индукция магнитного поля равна \(B = 5 \times 10^{-3}\) Тл.
Затем найдем силу тока \(I\), используя формулу \(I = \frac{q}{t}\), где \(q\) - заряд, прошедший через проводник, а \(t\) - время. В задаче сказано, что через рамку протекает заряд \(q = 3\) мКл.
Из условия задачи можно сделать вывод, что заряд прошел через рамку за некоторое время и, следовательно, имеем \(t > 0\). Таким образом, мы можем записать силу тока так: \(I = \frac{q}{t}\).
Теперь у нас есть все необходимые величины для вычисления силы Ампера:
\(F = BIl = (5 \times 10^{-3} \, \text{Тл}) \times (3 \times 10^{-6} \, \text{Кл}) \times l\).
Для определения сопротивления рамки нужно знать значение силы тока \(I\), которое мы еще не вычислили. Чтобы его найти, воспользуемся законом Ома, который связывает силу тока, напряжение и сопротивление с помощью формулы: \(U = IR\), где \(U\) - напряжение, \(I\) - сила тока и \(R\) - сопротивление.
Из условия задачи неизвестно напряжение, а нас интересует сопротивление рамки. Но мы можем использовать закон Ома для выражения силы тока: \(I = \frac{U}{R}\).
Таким образом, возвращаясь к формуле для силы Ампера, мы можем записать:
\(F = BIl = \frac{U}{R} \cdot l\).
Теперь мы можем выразить сопротивление рамки:
\(R = \frac{U}{I} = \frac{l}{F} \cdot U\).
Осталось только найти \(F\), подставить его в формулу и рассчитать сопротивление \(R\).
Так как рамка изначально образует угол в 30° с вектором индукции магнитного поля, то магнитная сила будет оказывать касательное воздействие на рамку, и сила Ампера будет оказывать касательное действие на стороны рамки. Так как сила Ампера является векторным произведением индукции магнитного поля и длины проводника, то угол между этими векторами будет 90°. В результате, \(F = BIl \sin(90°) = Bil\).
Подставив полученное значение силы Ампера в формулу для сопротивления, получим:
\(R = \frac{l}{Bil} \cdot U\).
Окончательный ответ: сопротивление рамки равно \(\frac{l}{Bil} \cdot U\). В этой формуле \(l\) - длина стороны рамки, \(B\) - индукция магнитного поля, \(i\) - сила тока и \(U\) - напряжение. Вычислите это выражение, используя данные из условия задачи, и вы получите ответ в требуемых единицах измерения сопротивления.
Знаешь ответ?