Квадратная проводящая рамка со стороной l = 50 см и массой m = 400 г лежит на наклонной плоскости с углом наклона к горизонту, равным
Нижняя горизонтальная сторона рамки шарнирно прикреплена к плоскости так, что рамка может без трения поворачиваться вокруг оси О, проходящей через эту сторону (см. рис., вид сбоку). Система находится в однородном горизонтальном магнитном поле с индукцией В = 1 Тл, направленной перпендикулярно оси О. Ток какой силой I и в каком направлении надо пропускать по рамке, чтобы она начала приподниматься над плоскостью, поворачиваясь вокруг оси O?
Рамка с током начнет поворачиваться, когда момент сил относительно оси O, действующий на рамку в магнитном поле, превысит момент силы тяжести. Если пропускать ток через рамку, то на все стороны рамки будет действовать сила Ампера. Моменты силы, приложенные к боковым сторонам, лежащим в плоскости рисунка, равны нулю. Сила FA, действующая на верхнюю горизонтальную сторону рамки, по модулю равна
где
и должна действовать вверх, для чего ток в ней по правилу левой руки должен идти «от нас», за плоскость рисунка (см. рис.). Плечо этой силы относительно оси O равно lcos α, а момент силы равен BIl2cosα.
Момент силы тяжести относительно оси O равен
Таким образом, должно выполнятся соотношение:
откуда
Ответ: 4 А.

