Nếu cảm ứng từ \(\overrightarrow B \) hướng vuông góc với dòng điện I và chếch lên phía trên hợp với phương thẳng đứng góc α, thì theo quy tắc bàn tay trái, lực từ do từ trường tác dụng lên dòng điện I sẽ hướng vuông góc với \(\overrightarrow B \) và hợp với phương thẳng đứng góc \(β = \dfrac{π}{2} - α\) trong cùng mặt phăng vuông góc với dòng điện I như Hình 19-20.3G. Khi đó, hợp lực \(\overrightarrow R \) của lực từ \(\overrightarrow F \) và trọng lực \(\overrightarrow P \) của thanh MN sẽ hợp với phương thẳng đứng một góc γ đúng bằng góc lệch của mặt phẳng chứa hai dây treo AM và CN so với mặt phẳng thẳng đứng của chúng sao cho \(\overrightarrow R \) có độ lớn và hướng được xác định theo các công thức :
\(R^2 =F^2 +P^2 – 2Fpcosβ = F^2 +P^2 – 2Fpsinα\)
\(\dfrac{F}{\sin \gamma } = \dfrac{R}{\sin \beta } =\dfrac {R}{cos\alpha }\)
Từ đó ta suy ra:
\(\sin \gamma = \dfrac{F\cos \alpha }{R} = \dfrac{F\cos \alpha }{\sqrt {F^2 + P^2 - 2FP\sin \alpha } }\)
a) Khi \(α = 90°\), thì cos900 = 0, nên sin γ = 0 và γ = 0
b) Khi α = 600
Vì lực từ \(F = BIl = 40.10^{-3} N\) và trọng lực \(P = mg ≈ 40.10^{-3}N\), nên \(F = P.\)
Thay vào ta có
\( \sin \gamma = \dfrac{\cos 60^0}{\sqrt {2(1 - \sin 60^0)}} \approx \dfrac{0,50}{\sqrt {2.(1 - 0,87)} } \approx 0,96 \)
\(\Rightarrow \gamma \approx {74^0} \)