В одной плоскости с длинным прямым проводом находится прямоугольная рамка со сторонами a и. 3

В одной плоскости с длинным прямым проводом находится прямоугольная рамка со сторонами a и b. Сторона a параллельна проводу. Сила тока в проводе - I1, а в рамке - I2 . Кратчайшее расстояние от рамки до провода - r . Сила, с которой рамка притягивается к проводу - F. Ток I2 положителен, если в ближайшей стороне рамки он течет в том же направлении, как и в проводе. Отрицательный знак соответствует отталкиванию. Таблица 4 Номер I1, 12, a, b, r, F, Найти варианта A A см см см мкН 5 15 - 20 8 4 20 12 Дано: 11 = 15 А b = 8 см = 0,08 м a=20 см = 0,2 м r =4 см = 0,04 м F = 20 мкН = 210-5 Н

– ?
Рамка находится в магнитном поле, создаваемым током 11 прямого проводника, которое перпендикулярно плоскости рамки. Ближайшая к проводу сторона рамки находится в поле, определяемом по формуле прямого тока:
B1=µ0I12r.
Противоположная сторона находится в поле:
B2=µ0I12r+b.
На эти стороны рамки действуют сила Ампера, модули которых определяются по формулам:
F1=I2B1a=µ0I1I2a2r;
F2=I2B2a=µ0I1I2a2r+b.
На перпендикулярные прямому проводнику стороны рамки сила Ампера не действует.
Направление силы Ампера можно определить по правилу «левой руки»: если четыре пальца левой руки расположить по направлению тока так, чтобы перпендикулярная проводнику составляющая вектора магнитной индукции входила в ладонь по нормали к ней, то отогнутый большой палец укажет направление силы Ампера.
Таким образом, результирующая сила притяжения:
F=F1-F2;
F=µ0I1I2a2r-µ0I1I2a2r+b;
F=µ0I1I2a21r-1r+b;
F=µ0I1I2a2brr+b.
Найдем 12:
I2=2rFr+bµ0I1ab.
Подставим числа и произведем вычисления:
I2=20,04210-50,04+0,084π10-7150,20,08=40,120,24=2 А.
Проверка размерности.
I2=2rFr+bµ0I1ab=мНмГнмАм2=НВб1м=АТлмТлм21м=А.
Ответ