Номер 6, страница 343 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

6. Как определяется направление вектора магнитной индукции?

Направление вектора магнитной индукции $\vec{B}$ (также называемого вектором магнитного поля) является условным и определяется по ориентации магнитного поля в пространстве. Существует несколько способов его определения в зависимости от источника поля.

1. По направлению, указываемому магнитной стрелкой.
По определению, за направление вектора магнитной индукции в данной точке пространства принимается направление, в котором устанавливается северный полюс (N) свободной магнитной стрелки (компаса), помещенной в эту точку. Линии магнитной индукции — это воображаемые линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора $\vec{B}$.

2. Для постоянных магнитов.
Для постоянных магнитов принято считать, что линии магнитной индукции "выходят" из северного полюса (N) магнита и "входят" в южный полюс (S). Таким образом, вне магнита вектор $\vec{B}$ направлен от северного полюса к южному. Внутри магнита линии поля замыкаются, и вектор $\vec{B}$ направлен от южного полюса к северному.

3. Для магнитного поля, созданного электрическим током.
Направление вектора магнитной индукции, создаваемого током, определяется с помощью мнемонических правил.

а) Правило правой руки (для прямого проводника с током):
Если обхватить проводник с током правой рукой так, чтобы отогнутый большой палец указывал направление тока ($\text{I}$) в проводнике, то согнутые четыре пальца покажут направление линий вектора магнитной индукции $\vec{B}$ вокруг проводника.

б) Правило буравчика (винта) или правило правой руки (для катушки/соленоида с током):
Если направление вращения рукоятки буравчика (винта) совпадает с направлением тока в витках катушки, то поступательное движение буравчика укажет направление вектора магнитной индукции $\vec{B}$ внутри катушки. Иначе говоря, если обхватить соленоид ладонью правой руки так, чтобы четыре пальца были направлены по току в витках, то отставленный большой палец покажет направление вектора магнитной индукции внутри соленоида. Это направление соответствует направлению на северный полюс образовавшегося электромагнита.

4. Через силовое действие магнитного поля.
Направление вектора магнитной индукции $\vec{B}$ также связано с направлением силы, действующей на движущийся заряд или проводник с током. Например, из формулы силы Лоренца $\vec{F_L} = q(\vec{v} \times \vec{B})$, где $\vec{F_L}$ — сила Лоренца, $\text{q}$ — заряд, $\vec{v}$ — скорость заряда, видно, что вектор $\vec{B}$ определяется через векторное произведение. Направление вектора $\vec{B}$ можно найти, используя правило левой руки (которое обычно применяется для нахождения силы). Правило левой руки гласит: если левую руку расположить так, чтобы линии индукции $\vec{B}$ входили в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывали направление тока (или движение положительного заряда), то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление действующей силы. Зная два из трех векторов (сила, скорость/ток, индукция), можно определить направление третьего.

Ответ: Направление вектора магнитной индукции определяется условно и может быть найдено одним из следующих способов: 1) как направление, указываемое северным полюсом магнитной стрелки в данной точке поля; 2) для постоянного магнита — от северного полюса к южному во внешнем пространстве; 3) для проводника с током — с помощью правила правой руки или правила буравчика; 4) через его связь с направлением силы, действующей на движущийся заряд (сила Лоренца) или проводник с током (сила Ампера).