7. По горизонтально расположенному проводнику длиной 20 см и массой 4 г течет ток 10 А. Найти индукцию магнитного поля, в которое нужно поместить проводник, чтобы сила тяжести уравновесилась силой Ампера.

Дано:

• Длина проводника, l = 20 см = 0,2 м
• Масса проводника, m = 4 г = 0,004 кг
• Сила тока, I = 10 А
• Ускорение свободного падения, g ≈ 9,8 м/с² (можно использовать 10 м/с² для упрощения)

Найти: Индукцию магнитного поля, B.

Решение:

1. Для того чтобы сила тяжести уравновесилась силой Ампера, эти силы должны быть равны по модулю и противоположны по направлению.
2. Сила тяжести: F_т = m g.
3. Сила Ампера: F_A = I l B, где предполагается, что проводник расположен перпендикулярно линиям магнитного поля (α = 90°, sin(α) = 1).
4. Приравниваем силы: m g = I l B.
5. Выражаем индукцию магнитного поля B: B = m g / (I l).
6. Используем g ≈ 10 м/с² для удобства расчета: B = (0,004 кг ⋅ 10 м/с²) / (10 А ⋅ 0,2 м).
7. Вычисляем: B = (0,04 Н) / (2 Н) = 0,02 Тл.
8. Если использовать g ≈ 9,8 м/с²: B = (0,004 кг ⋅ 9,8 м/с²) / (10 А ⋅ 0,2 м) = 0,0392 Н / 2 Н ≈ 0,0196 Тл.

Ответ: B ≈ 0,02 Тл