На сколько отличаются наибольшее и наименьшее значения модуля силы, действующей на прямой провод длиной 20 см с током 10 А, при различных положениях провода в однородном магнитном поле, индукция которого равна 1 Тл? Ответ приведите в ньютонах и округлите до целых.
Для решения задачи, давайте разберем, как сила, действующая на провод с током в магнитном поле, зависит от положения провода.
1. **Формула для расчета силы**: Сила, действующая на провод, определяется по формуле:
\[
F = B \cdot I \cdot L \cdot \sin(\alpha)
\]
где:
- \( F \) — сила в ньютонах (Н),
- \( B \) — магнитная индукция в Тл (тесла),
- \( I \) — сила тока в амперах (А),
- \( L \) — длина провода в метрах (м),
- \( \alpha \) — угол между направлением тока и направлением магнитного поля.
2. **Подставим известные значения**:
- Длина провода \( L = 20 \text{ см} = 0.2 \text{ м} \),
- Сила тока \( I = 10 \text{ А} \),
- Магнитная индукция \( B = 1 \text{ Тл} \).
Теперь формула становится:
\[
F = 1 \cdot 10 \cdot 0.2 \cdot \sin(\alpha)
\]
3. **Наименьшее и наибольшее значения силы**:
- **Наименьшее значение силы**: Это происходит, когда угол \( \alpha = 0^\circ \) (провод параллелен магнитному полю), тогда \( \sin(0) = 0 \):
\[
F_{\text{min}} = 1 \cdot 10 \cdot 0.2 \cdot \sin(0) = 0 \text{ Н}
\]
- **Наибольшее значение силы**: Это происходит, когда угол \( \alpha = 90^\circ \) (провод перпендикулярен магнитному полю), тогда \( \sin(90) = 1 \):
\[
F_{\text{max}} = 1 \cdot 10 \cdot 0.2 \cdot \sin(90) = 1 \cdot 10 \cdot 0.2 \cdot 1 = 2 \text{ Н}
\]
4. **Разница между наибольшим и наименьшим значениями силы**:
\[
\Delta F = F_{\text{max}} - F_{\text{min}} = 2 \text{ Н} - 0 \text{ Н} = 2 \text{ Н}
\]
Ответ: Разница между наибольшим и наименьшим значениями модуля силы, действующей на провод, составляет **2 ньютона**.