Поворот рамки в магнитном поле
На непроводящей горизонтальной поверхности стола лежит жёсткая рамка массой $m$ из однородной тонкой проволоки, согнутая в виде квадрата $ACDE$ со стороной $a$ (см. рисунок). Рамка находится в однородном горизонтальном магнитном поле, вектор индукции $\vec B$ которого перпендикулярен сторонам $AE$ и $CD$ и равен по модулю $B$. По рамке течёт ток в направлении, указанном стрелками. При какой минимальной силе тока рамка начнёт поворачиваться вокруг стороны $CD$?
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
На непроводящей горизонтальной поверхности стола лежит жёсткая рамка массой m из однородной тонкой проволоки, согнутая в виде квадрата AСDЕ со стороной a (см. рисунок). Рамка находится в однородном горизонтальном магнитном поле, вектор индукции которого перпендикулярен сторонам AE и CD и равен по модулю В. По рамке течёт ток в направлении, указанном стрелками (см. рисунок). При какой минимальной силе тока рамка начнет поворачиваться вокруг стороны CD? | ||
| |
Это задание с развёрнутым решением: ответом считается запись хода решения, а не строка. Напишите решение на бумаге и сравните с разбором — там каждый шаг с обоснованием.
Открыть разбор1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3
Какие стороны рамки испытывают действие силы Ампера и создают момент относительно оси $CD$?
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
Используйте $F_A = I l B$ для сторон, перпендикулярных магнитному полю, и сравните момент силы Ампера с моментом силы тяжести.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
Сила Ампера на стороне $AE$ направлена вверх, её плечо относительно $CD$ равно $a$. Условие начала поворота: $I B a^2 = mg\dfrac{a}{2}$.