Файл: Решение Работа, совершаемая внешними силами при перемещении рамки и при её вращении.docx

Сделать презентацию

Скачать файл (0,11Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.11.2023

Просмотров: 397

Скачиваний: 13

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Рядом с длинным проводом, по которому течет ток 3.0 А, расположена квадратная рамка с током 5 А. Рамка и провод лежат в одной плоскости. Проходящая через середины противолежащих сторон ось рамки параллельна проводу и отстоит от него на расстоянии 50 мм. Сторона рамки 20 мм. Найти работу, которую нужно совершить против сил магнитного поля, чтобы повернуть рамку на 180 градусов. Построить картину силовых линий.

Дано:	Решение:
	Работа, совершаемая внешними силами при перемещении рамки и при её вращении где и - потоки, пронизывающие рамку в первом и втором положениях. Сделаем рисунок. Пусть ток течет «вверх», а нормаль к рамке направлена за плоскость рисунка (по правилу правой руки).
А

Начальное значение потока положительно. Магнитный момент рамки направлен так же, как и магнитная индукция ( ). Конечный поток во втором случае (поворот рамки на 180⁰) будет отрицательным

, т.к. при повороте магнитный момент рамки повернётся на 180⁰ и будет направлен против индукции ( ). Работа внешних сил:

Так как поле прямого бесконечного тока Iявляется, неоднородным, то найдем вначале элементарный поток. Для этого разделим площадь рамки на столь узкие полосы, чтобы в пределах каждой такой полосы магнитное поле можно было бы приближенно считать однородным. Рассмотрим одну такую полосу шириной (рис.), находящуюся на расстоянии от прямого тока I.

Площадь такой полоски

Индукция магнитного поля, создаваемого током прямолинейного проводника

(1)

где - магнитная постоянная, I – ток в проводнике, расстояние увеличивается. Следовательно, работа внешних сил будет положительна, она совершается против сил магнитного поля: А > 0.

Элементарный магнитный поток через эту полосу равен:

Начальный поток через рамку

. (2)

Конечный поток через рамку

. (3)

Работа внешних сил будет равна

Дж.

Ответ: Дж.