Методические указания для практических занятий по общей и экспериментальной физике. Часть четвертая. Электромагнетизм. Филимонова Л.В. - 8 стр.

UptoLike

Составители: 

8
водом с током I=5 А так, что две его стороны параллельны проводу. Сила тока
в контуре I
1
=1 А. Определите силу,
действующую на контур, если ближайшая к
проводу сторона контура находится на
расстоянии b=10 см. Направления токов указаны
на рис. ? [4,17 мкН] (8, с. 159)
Указания по решению. В задаче рассматривается
магнитное взаимодействие токов I и I
1
.
Возможно несколько способов описания этого
взаимодействия. Сила, действующая на контур-квадрат со стороны прямоли-
нейного провода, складывается из сил
1
F ,
2
F ,
3
F ,
4
F , действующих на каж-
дую из сторон квадрата в отдельности.
1-й способ. На основе закона Ампера для элементов тока:
[
]
=
3
1
10
1
,,
4
r
rldld
II
fd
π
μ
.
Здесь
1
fd - сила, действующая
со стороны элемента тока
l
I
d
прямолинейного провода на
элемент тока
11
ldI контура-
квадрата,
r
- радиус-вектор,
задающий положение
11
ldI
относительно
l
I
d (рис. 2).
Вектор векторного
произведения
],[ rld направлен
перпендикулярно плоскости рисунка «от нас» и равен
αα
cos)90sin(
0
=+ rdlrdl .
водом с током I=5 А так, что две его стороны параллельны проводу. Сила тока
в    контуре         I1=1         А.    Определите               силу,
действующую на контур, если ближайшая к
проводу       сторона             контура       находится            на
расстоянии b=10 см. Направления токов указаны
на рис. ? [4,17 мкН]               (8, с. 159)
Указания по решению. В задаче рассматривается
магнитное          взаимодействие           токов          I    и    I1.
Возможно несколько способов описания этого
взаимодействия. Сила, действующая на контур-квадрат со стороны прямоли-
нейного провода, складывается из сил F 1 , F 2 , F 3 , F 4 , действующих на каж-
дую из сторон квадрата в отдельности.
1-й способ. На основе закона Ампера для элементов тока:

                                       d f1 =               ⎢
                                                                    [ ]⎤⎥ .
                                                  μ0 I ⋅ I1 ⎡ d l1, d l , r
                                                    4π ⎣⎢          r3         ⎦⎥
Здесь d f1 - сила, действующая

со стороны элемента тока Id l
прямолинейного              провода         на
элемент      тока        I1d l1     контура-

квадрата,      r     -    радиус-вектор,
задающий           положение             I1d l1

относительно Id l (рис. 2).
       Вектор                     векторного
произведения [ d l , r ] направлен
перпендикулярно                   плоскости            рисунка                «от   нас»   и   равен

dl ⋅ r ⋅ sin(900 + α ) = dl ⋅ r ⋅ cos α .




                                                          8