Задание 25 ЕГЭ по физике

Question

К источнику постоянного тока серединами своих сторон подключили квадратную рамку с длиной стороны $l=15$ см (см. рисунок). На участке $AC$ течет ток $I=3$ А. Сопротивление всех сторон рамки одинаково. Результирующая сила Ампера, действующая на рамку в однородном магнитном поле, вектор индукции которого направлен перпендикулярно плоскости рамки, $F=100$ мН. Найдите модуль вектора индукции магнитного поля $B$ . Необходимо сделать рисунок с указанием сил Ампера, действующих на все стороны рамки.

Accepted Answer

Поскольку сопротивления одинаковые, вверх и вниз текут одинаковые токи:
$I=2I_0$
$I_0R=I_0'R\Rightarrow I_0=I_0'$
Силы, действующие на левую и правую стороны рамки равны:
$F_1=F_2=F_3=F_4=I_0B\frac{l}{2}\Rightarrow \vec{F}_1+\vec{F}_2+\vec{F}_3+\vec{F}_4=0$
Силы, действующие на верхнюю и нижнюю стороны рамки равны:
$F_5=F_6=I_0Bl$
Результирующая сила Ампера равна:
$F=F_5+F_6=I_0Bl+I_0Bl=2I_0Bl=IBl\Rightarrow B=\frac{F}{Il}$
Подставим значения:
$B=\frac{100\cdot 10^{-3}}{3\cdot 0,15}=0,222~Тл$

Задание 25 ЕГЭ по физике

Постоянный ток