در شكل مقابل، ترازو قبل از بستن كليد و بعد از بستن كليد را نشان می‌دهد. كدام قطب از آهنربا و جريان عبوری از سيم بر حسب آمپر كدام است؟ (ميدان آهنربا برابر 500 گاوس…

قسمت 4: نیروی مغناطیسی وارد بر سیم حامل جریان فیزیک (2) یازدهم دوره دوم متوسطه- نظری علوم ریاضی درسنامه آموزشی این مبحث

در شكل مقابل، ترازو قبل از بستن كليد $5N$ و بعد از بستن كليد $5/5N$ را نشان می‌دهد. $B$ كدام قطب از آهنربا و جريان عبوری از سيم بر حسب آمپر كدام است؟ (ميدان آهنربا برابر 500 گاوس و طولی از سيم كه در ميدان قرار دارد برابر با $50cm$ است.)

1 )

$N$ ، 10

2 )

$N$ ، 20

3 )

$S$ ، 10

4 )

$S$ ، 20

نمایش پاسخ

چون بعد از بستن كليد، ترازو عدد بيش‌تری را نشان می‌دهد بنابراين از طرف سيم حامل جريان به آهنربا به‌طرف پايين نيروی $\overrightarrow{{{F}'}}$ وارد می‌شود. واکنش اين نيرو به سمت بالا از طرف ميدان مغناطيسی به سيم وارد می‌شود. اندازهٔ اين نيرو برابر است با:

${F}''={F}'=5/5-5=0/5N$

${F}''=ILB\sin \alpha \xrightarrow[B=500\times {{10}^{-4}}T,\alpha ={{90}^{{}^\circ }}]{{F}''=0/5N,L=0/m}$

$0/5=I\times 0/5\times 500\times {{10}^{-4}}\times 1$

$\Rightarrow I=\frac{100}{5}=20A$

اكنون با كمک قاعدهٔ دست راست، چهار انگشت باز دست راست را در جهت $I$ قرار می‌دهیم. انگشت شست جهت $\overrightarrow{{{F}''}}$ را نشان می‌دهد.

بردار $\overrightarrow{B}$ از كف دست خارج می‌شود و چون می‌دانيم سوی ميدان مغناطيسی در خارج آهنربا از قطب $N$ به طرف قطب $S$ است پس $B$ قطب $S$ آهنربا می‌باشد.