Задача 1. Проводник длиной 15 см подвешен горизонтально на двух невесомых нитях в магнитном поле с индукцией 60 мТл, причём линии индукции направлены вверх перпендикулярно проводнику. А) По проводнику пропустили ток. Сила тока 2 А. С какой силой магнитное поле действует на проводник? На рисунке укажите направление этой силы. Б) На какой угол от вертикали отклоняться нити, на которых висит проводник? Масса проводника 10 г. В) Чему равна сила натяжения каждой нити?

А) Сила Ампера перпендикулярна и проводнику, и магнитному полю. Её модуль: \(F=BIl\).

Переведём величины в СИ: \(B=0.060\) Тл, \(l=0.15\) м.

\(F=0.060\cdot2\cdot0.15=0.018\) Н.

Направление силы зависит от направления тока, которого в условии не указано. Если ток направлен вправо, сила направлена от наблюдателя; если влево — к наблюдателю (правило левой руки). Поэтому однозначно указать направление без рисунка или указания направления тока нельзя.

Б) В равновесии горизонтальная составляющая сил натяжения уравновешивает силу Ампера, а вертикальная — тяжесть: \(\tan\alpha=F/(mg)\).

При \(g=9.8\) м/с²: \(m=0.010\) кг, поэтому \(\alpha=\arctan(0.018/(0.010\cdot9.8))\approx10.4^\circ\).

В) Для каждой нити \(2T\cos\alpha=mg\). Следовательно, \(T=\frac12\sqrt{(mg)^2+F^2}=\frac12\sqrt{(0.098)^2+(0.018)^2}\approx0.0498\) Н.

Ответ: А) 0,018 Н; направление определяется направлением тока. Б) около 10,4°. В) около 0,050 Н для каждой нити.