Номер 2, страница 64 - гдз по физике 11 класс учебник Касьянов

Вопросы. § 19. Взаимодействие электрических токов. Глава 2. Магнитное поле - номер 2, страница 64.

2. Как взаимодействуют друг с другом параллельные и антипараллельные токи? Объясните, как теоретически определяются направления сил их взаимодействия.

Взаимодействие между параллельными и антипараллельными токами объясняется законами электромагнетизма. Каждый проводник с током создает вокруг себя магнитное поле, которое действует с силой Ампера на другой проводник с током. Характер этого взаимодействия (притяжение или отталкивание) и направление сил теоретически определяются путем последовательного применения двух правил:

1. Правило правой руки (или правило буравчика): используется для определения направления вектора магнитной индукции $\vec{B}$, создаваемого током. Если направить большой палец правой руки по направлению тока в проводнике, то согнутые пальцы укажут направление линий магнитного поля.

2. Правило левой руки: используется для определения направления силы Ампера $\vec{F_A}$, действующей на проводник с током в магнитном поле. Если расположить левую ладонь так, чтобы в нее входили линии поля $\vec{B}$ (вектор магнитной индукции), а четыре вытянутых пальца направить по току $I$, то отогнутый на 90° большой палец укажет направление силы.

Взаимодействие параллельных токов

Если токи $I_1$ и $I_2$ в двух параллельных проводниках направлены в одну и ту же сторону (сонаправлены), то проводники притягиваются друг к другу.

Объяснение: Рассмотрим проводник 1 с током $I_1$. По правилу правой руки, он создает в месте расположения проводника 2 магнитное поле $\vec{B_1}$, вектор индукции которого направлен перпендикулярно к проводнику 2. Теперь рассмотрим проводник 2 с током $I_2$, находящийся в поле $\vec{B_1}$. По правилу левой руки, сила Ампера $\vec{F_{12}}$, действующая на проводник 2, будет направлена к проводнику 1. Аналогично, сила $\vec{F_{21}}$, действующая на проводник 1 со стороны поля проводника 2, будет направлена к проводнику 2. В результате проводники испытывают взаимное притяжение.

Ответ: Параллельные токи притягиваются.

Взаимодействие антипараллельных токов

Если токи $I_1$ и $I_2$ в двух параллельных проводниках направлены в противоположные стороны, то проводники отталкиваются друг от друга.

Объяснение: Магнитное поле $\vec{B_1}$ от тока $I_1$ в месте расположения проводника 2 будет направлено так же, как и в предыдущем случае. Однако, так как ток $I_2$ течет в противоположном направлении, при применении правила левой руки для определения силы $\vec{F_{12}}$ четыре пальца нужно направить в обратную сторону. В результате большой палец покажет, что сила Ампера направлена от первого проводника. Соответственно, сила $\vec{F_{21}}$, действующая на первый проводник, будет направлена от второго. В результате проводники испытывают взаимное отталкивание.

Ответ: Антипараллельные токи отталкиваются.