Номер 1, страница 189 - гдз по физике 10 класс учебник Закирова, Аширов

1. Как определяют направление силы Ампера? Значение силы Ампера?

Как определяют направление силы Ампера?

Направление силы Ампера, которая действует на проводник с током, помещенный в магнитное поле, определяют по правилу левой руки.

Формулировка правила следующая: если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная к проводнику составляющая вектора магнитной индукции $B$ входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению тока $I$ в проводнике, то отогнутый на 90° большой палец укажет направление силы Ампера $F_A$.

Математически направление силы Ампера определяется как результат векторного произведения. Для элемента проводника $d\vec{l}$, по которому течет ток $I$, в магнитном поле с индукцией $\vec{B}$, элементарная сила Ампера равна:
$d\vec{F}_A = I [d\vec{l} \times \vec{B}]$
Направление вектора $d\vec{F}_A$ перпендикулярно плоскости, в которой лежат векторы $d\vec{l}$ и $\vec{B}$, и совпадает с направлением, определяемым по правилу левой руки.

Ответ: Направление силы Ампера определяют по правилу левой руки.

Значение силы Ампера?

Значение (модуль) силы Ампера, действующей на прямолинейный участок проводника длиной $l$, который находится в однородном магнитном поле, рассчитывается по формуле закона Ампера:

$F_A = I \cdot B \cdot l \cdot \sin(\alpha)$

В этой формуле:
• $F_A$ — модуль силы Ампера, измеряемый в ньютонах (Н);
• $I$ — сила тока в проводнике, измеряемая в амперах (А);
• $B$ — модуль вектора магнитной индукции (величина магнитного поля), измеряемый в теслах (Тл);
• $l$ — длина участка проводника, находящегося в магнитном поле, измеряемая в метрах (м);
• $\alpha$ — угол между направлением тока (вектором $l$) и вектором магнитной индукции $\vec{B}$.

Анализ формулы показывает два важных частных случая:
1. Сила Ампера достигает максимального значения, когда проводник перпендикулярен линиям магнитной индукции. В этом случае $\alpha = 90^\circ$, и так как $\sin(90^\circ) = 1$, формула упрощается до $F_{A, \text{max}} = I \cdot B \cdot l$.
2. Сила Ампера равна нулю, когда проводник параллелен линиям магнитной индукции. В этом случае $\alpha = 0^\circ$ или $\alpha = 180^\circ$, и так как $\sin(0^\circ) = 0$ и $\sin(180^\circ) = 0$, то $F_A = 0$. Магнитное поле не оказывает силового воздействия на параллельный ему ток.

Ответ: Значение силы Ампера вычисляется по формуле $F_A = I \cdot B \cdot l \cdot \sin(\alpha)$.