Номер 1, страница 343 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

1. Как взаимодействуют параллельные проводники с током?

Взаимодействие между двумя параллельными проводниками, по которым течет электрический ток, является фундаментальным проявлением магнетизма и описывается силой Ампера. Суть явления заключается в том, что каждый проводник с током создает вокруг себя магнитное поле, и это поле действует с силой на другой проводник с током, помещенный в него.

Характер этого взаимодействия зависит от взаимного направления токов в проводниках. Существует два случая:

1. Токи сонаправлены (текут в одном направлении). В этом случае проводники притягиваются друг к другу. Чтобы понять почему, можно использовать правила правой и левой руки. Согласно правилу правой руки, первый проводник создает вокруг себя магнитное поле, линии которого в месте расположения второго проводника направлены перпендикулярно ему. Применяя правило левой руки ко второму проводнику (ток $I_2$ в поле $B_1$), мы обнаружим, что возникающая сила Ампера направлена в сторону первого проводника. По третьему закону Ньютона, на первый проводник действует такая же по модулю, но противоположная по направлению сила, то есть он также притягивается ко второму.

2. Токи противонаправлены (текут в противоположных направлениях). В этом случае проводники отталкиваются. Магнитное поле от первого проводника в месте расположения второго направлено так же, как и в первом случае. Однако, поскольку ток во втором проводнике теперь имеет противоположное направление, правило левой руки предсказывает, что сила Ампера будет направлена в сторону от первого проводника. Соответственно, проводники будут отталкиваться друг от друга.

Величина силы взаимодействия между двумя длинными параллельными проводниками, по которым текут токи $I_1$ и $I_2$, находящимися на расстоянии $\text{r}$ друг от друга, определяется законом Ампера. Сила, действующая на отрезок провода длиной $\text{L}$, вычисляется по формуле:

$F = \frac{\mu_0 I_1 I_2 L}{2 \pi r}$

где $\mu_0$ — магнитная постоянная ($\mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7}$ Н/А²). Эта формула показывает, что сила взаимодействия прямо пропорциональна произведению сил токов и обратно пропорциональна расстоянию между проводниками.

Ответ: Параллельные проводники с током взаимодействуют друг с другом посредством своих магнитных полей. Если токи в проводниках текут в одном направлении, они притягиваются. Если токи текут в противоположных направлениях, они отталкиваются. Величина этой силы зависит от силы токов в проводниках и расстояния между ними.