Global EE

Магнетизм — Задание 25 ЕГЭ по физике №00015319

Задание №25. Электродинамика. Высокий Уровень Сложности

Магнетизм

№2. Задание 25

ID: 00015319

Чему равна сила Ампера, действующая на стальной прямой проводник с током длиной $L = 10$ см и площадью поперечного сечения $S = 2 \cdot 10^{-2}$ мм², если напряжение на нём $U = 2$ В, а модуль вектора магнитной индукции $B = 1$ Тл? Вектор магнитной индукции перпендикулярен проводнику. Удельное сопротивление стали $\rho = 0{,}12$ Ом·мм²/м.

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Сила Ампера $F = BIL$ зависит от тока, а ток в условии прямо не дан — дано лишь напряжение. Поэтому сначала найдём ток через закон Ома: для этого посчитаем сопротивление проводника по его геометрии (длина, сечение, материал). Получив ток, спокойно подставим всё в формулу силы Ампера.

Шаг 1. Сопротивление проводника

$$R = \rho\frac{L}{S}.$$

Удобно, что удельное сопротивление дано в Ом·мм²/м: тогда длину берём в метрах, а сечение — в мм², и единицы согласованы. $R = 0{,}12 \cdot \dfrac{0{,}1}{2 \cdot 10^{-2}} = 0{,}6$ Ом.

Шаг 2. Сила тока по закону Ома

$$I = \frac{U}{R} = \frac{2}{0{,}6} \approx 3{,}33\ \text{А}.$$

Шаг 3. Сила Ампера

Поле перпендикулярно проводнику, значит $\sin\alpha = 1$ и

$$F = BIL = 1 \cdot 3{,}33 \cdot 0{,}1 \approx 0{,}33\ \text{Н}.$$

Ответ

F ≈ 0,33 Н

Видеоразбор

Другие задания по теме «Магнетизм» (8)