Магнетизм (нет в… — Задание ЕГЭ по физике №00018123

Идея

Пока поля нет — проводник стоит на месте, пружина не растянута. Включили поле — на проводник с током подействовала сила Ампера и потянула его вбок, растягивая пружину. Проводник останавливается тогда, когда пружина натянулась достаточно, чтобы её сила упругости уравновесила силу Ампера. Вот это равенство и есть ключ.

Шаг 1. Условие равновесия проводника

Сила Ампера тянет проводник, сила упругости пружины удерживает. В новом положении они равны:

$$BIL = k x,$$

где $k$ — жёсткость, $x$ — растяжение пружины.

Шаг 2. Выражаем индукцию

$$B = \frac{k x}{I L} = \frac{20 \cdot 0{,}03}{5 \cdot 0{,}15} = \frac{0{,}6}{0{,}75} = 0{,}8 \text{ Тл}.$$

(Здесь $15$ см $= 0{,}15$ м, $3$ см $= 0{,}03$ м.) По сути это «весы»: сила Ампера на одной чаше, упругость пружины — на другой.