Номер 719, страница 100, часть 1 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Парфентьева

Часть 1. 11 класс. Основы электродинамики (продолжение). Магнитное поле. Взаимодействие токов. Вектор магнитной индукции. Закон Ампера - номер 719, страница 100.

Условие.

719. [588] Какое положение займёт магнитная стрелка, если к ней приблизить проводник с током (рис. 159) в случаях:

1) проводник параллелен стрелке;

2) проводник перпендикулярен стрелке?

Рис. 159

Решение.

Решение

Вокруг любого проводника с электрическим током возникает магнитное поле. Для прямого проводника линии индукции этого поля представляют собой концентрические окружности, лежащие в плоскостях, перпендикулярных проводнику. Направление вектора магнитной индукции $ \vec{B} $ (и, соответственно, направление линий поля) можно определить с помощью правила правой руки: если большой палец правой руки направить по току в проводнике, то четыре согнутых пальца укажут направление вектора магнитной индукции.

Магнитная стрелка, помещенная в магнитное поле, всегда ориентируется вдоль его силовых линий так, что ее северный полюс (N) указывает направление вектора $ \vec{B} $.

Для решения задачи будем исходить из того, что проводник и стрелка в начальный момент времени находятся в одной плоскости — плоскости рисунка.

1) проводник параллелен стрелке

В этом случае проводник с током $ I $, направленным вверх, расположен в плоскости рисунка. Магнитная стрелка находится справа от него и параллельна ему. Чтобы определить направление магнитного поля в точке, где находится стрелка, применим правило правой руки. Направим большой палец правой руки вверх, по направлению тока $ I $. Тогда согнутые пальцы, охватывающие проводник, справа от него будут направлены "от нас", то есть перпендикулярно плоскости рисунка за нее. Следовательно, вектор магнитной индукции $ \vec{B} $ в месте расположения стрелки направлен от наблюдателя. Под действием этого поля магнитная стрелка повернется и расположится вдоль вектора $ \vec{B} $. Ее северный полюс (N) будет указывать за плоскость рисунка, а южный (S) — из плоскости рисунка.

Ответ: Магнитная стрелка расположится перпендикулярно плоскости рисунка, северным полюсом от наблюдателя.

2) проводник перпендикулярен стрелке

В этом случае проводник с током по-прежнему находится в плоскости рисунка, а стрелка расположена перпендикулярно ему. Направление магнитного поля, создаваемого проводником, зависит только от положения точки относительно проводника и не зависит от начальной ориентации магнитной стрелки. Поэтому, как и в первом случае, в области справа от проводника вектор магнитной индукции $ \vec{B} $ будет направлен перпендикулярно плоскости рисунка от наблюдателя. Магнитная стрелка повернется и сориентируется вдоль линий этого поля. Ее северный полюс (N) будет направлен от наблюдателя (за плоскость рисунка), а южный (S) — к наблюдателю (из плоскости рисунка).

Ответ: Магнитная стрелка расположится перпендикулярно плоскости рисунка, северным полюсом от наблюдателя.