419. Квадратная рамка из тонкого провода может свободно вращаться вокруг горизонтальной оси, совпа­дающей с одной из сторон. Масса m рамки равна 20 г. Рамку поместили в однородное магнитное поле = 0,1 Тл), направленное вертикально вверх. Определить угол φ, на который отклонилась рамка от вертикали, когда по ней пропустили ток I= 10 А.


m=20 г

В= 0,1 Тл

I= 10 А

Виток площадью S по которому течет ток I обладает магнитным моментом Pm=I×S. Магнитный момент Pm в поле B обладает потенциальной энергией W= –Pm×B×sinφ, где φ – угол между плоскостью рамки и B, B – магнитная индукция.

Площадь рамки равна S=a2, где a – сторона квадрата.

Поэтому начальная потенциальная энергия рамки (при φ=0º) равна:

W1= –S×I×B×sinφ=0.

После поворота на угол φ потенциальная энергия стала равной

.

Работа магнитного поля равна разности потенциальных энергий

A=W1W2=.

С другой стороны рамка совершает работу против силы притяжения к Земле. При повороте рамки на угол φ центр тяжести рамки смещается на величину равную , поэтому изменение гравитационной потенциальной энергии равно .

Из закона сохранения имеем , поэтому , откуда .

Для численного вычисления необходимо знать длину рамки a.


φ = ?




Случайные файлы

Файл
115407.rtf
144705.rtf
149533.doc
19586.rtf
130765.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.