В однородном магнитном поле с магнитной индукцией В = 40 мТл находится плоский виток радиусом R = 20 см, плоскость которого составляет угол 60° с направлением поля. По витку течет ток I = 4 А. Определить работу, которую необходимо затратить для удаления этого витка из магнитного поля. Ответ запишите в мДж с точностью до целых.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для вычисления работы необходимо знать механическую работу, которую нужно затратить для поворота витка из начального положения, когда плоскость витка совпадает с направлением магнитного поля, до конечного положения, когда плоскость образует угол 60° с направлением магнитного поля.

Механическая работа при повороте витка равна работе, совершенной над моментом сил, противодействующим этому повороту. Момент силы, действующей на виток в однородном магнитном поле, равен
M = B I A * sin(α)
где B - магнитная индукция, I - сила тока, A - площадь витка, α - угол между векторами магнитной индукции и площади витка.

Площадь витка
A = π R^2 = π (0.2 м)^2 = 0.04 π м^2.

Тогда момент силы
M = 0.04 π 40 4 sin(60°) = 0.04 π 40 4 √3 / 2 = 2.464 π мНм = 7.752 мДж.

Таким образом, работа, которую необходимо затратить для удаления витка из магнитного поля, равна 7.752 мДж.