Методические указания для практических занятий по общей и экспериментальной физике. Часть четвертая. Электромагнетизм. Филимонова Л.В. - 62 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ЕГУ им. Бунина | Елец

Составители: 

Рубрика: 

62
Указания по решению. Решим задачу двумя способами.
Способ 1. В магнитном поле на проводник с
током действует сила Ампера. Если провод-
ник перемещается, то она совершает работу:
SFA
A
⋅= , где aS = .
По условию задачи проводник переместился
под действием сил поля, следовательно, век-
тор перемещения сонаправлен с вектором
действовавшей силы. Учитывая перпендикулярность проводника линиям ин-
дукции, получаем искомую величину: a
B
I
l
A
⋅
=
.
Способ 2. Механическая работа по перемещению проводника с током в маг-
нитном поле согласно (4.1) равна произведению силы тока на магнитный поток
через поверхность, описываемую проводником при его движении:
B
ФIA
⋅
=
.
Т.к. поле однородно, то описываемая поверхность будет представлять собой
прямоугольник площадью
a
l
S
⋅
=
,
тогда магнитный поток ОМП через нее будет равен
alBSBФ
B
=
⋅
=
,
здесь учтено, что проводник перемещается в поле перпендикулярно силовым
линиям, а следовательно нормаль к описываемой прямоугольной поверхности
будет сонаправлена с линиями поля (10cos
=
).
Подставляем в выражение для работы и получаем искомое:
alBIФIA
B
⋅
=
⋅
=
.
Самостоятельно сравните ответы, полученные разными способами и сде-
лайте вывод. Произведите вычисления и сравните ответ.
Задача №4.5 Квадратный проводящий контур со стороной l=20 см и током I=10
А свободно подвешен в ОМП с магнитной индукцией В=0,2 Тл. Определите ра-
Указания по решению. Решим задачу двумя способами.
                                    Способ 1. В магнитном поле на проводник с
                                    током действует сила Ампера. Если провод-
                                    ник перемещается, то она совершает работу:

                                                  A = F A ⋅ S , где S = a .

                                    По условию задачи проводник переместился
                                    под действием сил поля, следовательно, век-
                                    тор перемещения сонаправлен с вектором
действовавшей силы. Учитывая перпендикулярность проводника линиям ин-
дукции, получаем искомую величину:                  A = BIl ⋅ a .
Способ 2. Механическая работа по перемещению проводника с током в маг-
нитном поле согласно (4.1) равна произведению силы тока на магнитный поток
через поверхность, описываемую проводником при его движении:
                                         A = I ⋅ ФB .

Т.к. поле однородно, то описываемая поверхность будет представлять собой
прямоугольник площадью
                                     S = l ⋅a,
тогда магнитный поток ОМП через нее будет равен
                                ФB = B ⋅ S = B l a ,

здесь учтено, что проводник перемещается в поле перпендикулярно силовым
линиям, а следовательно нормаль к описываемой прямоугольной поверхности
будет сонаправлена с линиями поля ( cos 0 = 1 ).
Подставляем в выражение для работы и получаем искомое:
                               A = I ⋅ ФB = I ⋅ B l a .

      Самостоятельно сравните ответы, полученные разными способами и сде-
лайте вывод. Произведите вычисления и сравните ответ.


Задача №4.5 Квадратный проводящий контур со стороной l=20 см и током I=10
А свободно подвешен в ОМП с магнитной индукцией В=0,2 Тл. Определите ра-


                                         62

Страницы