Методические указания для практических занятий по общей и экспериментальной физике. Часть четвертая. Электромагнетизм. Филимонова Л.В. - 10 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ЕГУ им. Бунина | Елец

Составители: 

Рубрика: 

10
Аналогично находятся и остальные силы F
2
, F
3
, F
4
. Заметим, что
43
FF −= , а F
2
получается из F
1
простой заменой расстояния b на расстояние
ba + , т.е.
aI
ba
I
F
1
0
2
)(2
⋅
+⋅
=
π
μ
.
Искомая сила равна
aI
bab
I
FFF
1
0
21
11
2
⋅
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
−⋅=−=
π
μ
=4,167⋅10
-6
(Н)
и направлена к проводу, т.е. провод притягивает контур.
2-й способ. На основе представления о действии на контур-квадрат магнитного
поля, созданного прямолинейным проводом.
При этом используется,
во-первых, формула
r
I
B
π
μ
2
0
= магнитной индук-
ции поля прямого длинного проводника с током на расстоянии
r от него, на-
правление силовых линий которого (концентрические окружности с центрами
на оси прямого проводника) можно определить по правилу правого винта;
во-
вторых
, выражение
α
sinBIlF
A
=
для силы Ампера, направление которой
можно определить по правилу левой руки.
Самостоятельно решите задачу вторым способом и сравните полученные
результаты.
Задача №1.2.
По двум параллельным прямым проводникам
длиной
l=2 м каждый, находящимся в вакууме на расстоянии
d=10 см друг от друга, в противоположных направлениях
текут токи
I
1
=50 А и I
2
=100 А (рис. 3). Определить силу
взаимодействия токов. [20 мН – неверный, т.к. очень грубое
приближение: конечная длина заменена бесконечной!] (8, с.
154)
Указания по решению. Решим задачу 2-м способом. 
       Аналогично находятся и остальные силы F2, F3, F4. Заметим, что
F 3 = − F 4 , а F2 получается из F1 простой заменой расстояния b на расстояние
a + b , т.е.
                                          μ0 I
                               F2 =                   ⋅ I1a .
                                      2π ⋅ ( a + b)
Искомая сила равна
                               μ0 I ⎛ 1 1 ⎞                  -6
               F = F1 − F2 =       ⋅⎜ −     ⎟ ⋅ I1a =4,167⋅10 (Н)
                               2π ⎝ b a + b ⎠
и направлена к проводу, т.е. провод притягивает контур.
2-й способ. На основе представления о действии на контур-квадрат магнитного
поля, созданного прямолинейным проводом.
                                                                μ0 I
       При этом используется, во-первых, формула B =                 магнитной индук-
                                                                2π r
ции поля прямого длинного проводника с током на расстоянии r от него, на-
правление силовых линий которого (концентрические окружности с центрами
на оси прямого проводника) можно определить по правилу правого винта; во-
вторых, выражение FA = BIl sin α для силы Ампера, направление которой
можно определить по правилу левой руки.
       Самостоятельно решите задачу вторым способом и сравните полученные
результаты.


Задача №1.2. По двум параллельным прямым проводникам
длиной l=2 м каждый, находящимся в вакууме на расстоянии
d=10 см друг от друга, в противоположных направлениях
текут токи I1=50 А и I2=100 А (рис. 3). Определить силу
взаимодействия токов. [20 мН – неверный, т.к. очень грубое
приближение: конечная длина заменена бесконечной!] (8, с.
154)
Указания по решению. Решим задачу 2-м способом.




                                          10

Страницы