Квадратная рамка со стороной l=10 см подключена к источнику постоянного тока серединами своих сторон так, как показано на рисунке. На участке АС течет ток I=2 А. Сопротивление всех сторон рамки одинаково. В однородном магнитном поле вектор индукции, которого направлен перпендикулярно плоскости рамки, результирующая сила Ампера, действующая на рамку, F=80 мН. Определите модуль вектора индукции магнитного поля В. Сделайте рисунок с указанием сил Ампера, действующих на все стороны рамки.
Решение:
Для решения заметим, что, по сути, рамку мы можем разбить на два параллельных участка, а именно на верхнюю и нежную часть, соответственно ток в каждой из этих частей будет равен половине тока . Для того чтобы определить направление сил Ампера, воспользуемся правилом левой руки. Изобразим все токи и силы Ампера на рисунке:
Видим, что силы Ампера, действующие на боковые части рамки, компенсируют друг друга. Остаются только силы, действующие на верхнюю и нижнюю часть, а именно модуль силы Ампера для верхней части равен , а на нижнюю . Равнодействующая всех сил на рамку соответственно равна сумме сил Амера, действующие на верхнюю и нижнюю часть, и соответственно будет направленна вверх и равна по модулю: Откуда можем выразить искомый модуль вектора индукции магнитного поля: