1. Металлический стержень длиной 60 см и массой 50 г подвешен на нерастяжимых лёгких проводах и находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,4 Тл. В стержне течёт ток силой 1,2 А. а) Как направлена действующая на стержень сила Ампера? Обоснуйте свой ответ. б) Чему равна действующая на стержень сила Ампера? в) Чему равен угол отклонения проводов от вертикали, когда стержень находится в равновесии?

1. По правилу левой руки, или из направления векторного произведения тока и магнитной индукции, сила Ампера направлена перпендикулярно плоскости рисунка, внутрь неё: ток направлен влево, магнитное поле — вверх.

2. Переведём длину стержня в метры: 60 см = 0,60 м. Модуль силы Ампера: \(F_A=BIl=0.4\cdot1.2\cdot0.60=0.288\) Н.

3. В равновесии горизонтальная составляющая натяжения проводов уравновешивает силу Ампера, а вертикальная — силу тяжести. Поэтому \(\tan\alpha=F_A/(mg)\). При \(g=9.8\) м/с²: \(\alpha=\arctan(0.288/(0.050\cdot9.8))\approx30.4^\circ\).

Ответ: а) внутрь плоскости рисунка; б) 0,288 Н; в) примерно 30,4°.