Квадратная проволочная рамка расположена в одной плоскости с длинным прямым проводом

Из симметрии картины следует, что
F3=F4
эти силы компенсируют друг друга. Так как проводник с током создаёт в плоскости рамки индукцию, направленную перпендикулярно плоскости рамки, а стороны рамки лежат в этой плоскости, то угол между В и а равен 90˚ .
По закону Ампера
F = IВℓ∙sinα = IВа
На расстоянии а от проводника магнитная индукция равна
B1=μ0I2πa
а на расстоянии 2а
B2=μ0I2π⋅2a
Тогда
F1=IB1a=μ0I22π
F2=IB2a=μ0I24π
Равнодействующая сил направлена к проводнику и равна
F=F1-F2=μ0I22π-μ0I24π=μ0I24π
С учётом начальных данных:
F=4π⋅10-7⋅20024π=0,004 Н=4 (мН)
Ответ: F = 0,004 Н = 4 мН