Номер 9, страница 16 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

9. Укажите направления вектора магнитной индукции, электрического тока и силы Ампера на схеме громкоговорителя (см. рис. 1.22).

Поскольку схема громкоговорителя (рис. 1.22) не предоставлена, рассмотрим направления векторов на примере стандартной схемы динамического громкоговорителя.

Направление вектора магнитной индукции: В громкоговорителе используется постоянный магнит (часто кольцевой формы с центральным стержнем-керном) для создания сильного магнитного поля в узком зазоре, где расположена звуковая катушка. Вектор магнитной индукции $\vec{B}$ в этом зазоре направлен от северного полюса (N) к южному (S). В типичной конструкции линии магнитной индукции в зазоре направлены радиально — от центрального керна к внешнему магнитопроводу или наоборот. Таким образом, вектор $\vec{B}$ в любой точке зазора перпендикулярен как оси симметрии громкоговорителя, так и витку провода катушки, проходящему через эту точку.

Ответ: Вектор магнитной индукции $\vec{B}$ в рабочем зазоре направлен радиально (например, от центральной оси наружу), перпендикулярно направлению тока в катушке.

Направление электрического тока: На звуковую катушку от усилителя подается переменный электрический ток $I$, который является электрическим аналогом звукового сигнала. Это означает, что его направление и величина постоянно меняются с частотой звука. Провода катушки намотаны по кругу, поэтому в любой момент времени ток направлен по касательной к виткам. Из-за переменной природы сигнала, направление тока в катушке периодически меняется на противоположное (например, в один полупериод ток течет по часовой стрелке, а в другой — против часовой стрелки, если смотреть на диффузор спереди).

Ответ: Направление тока $I$ в катушке совпадает с направлением витков (по касательной к окружности) и периодически меняется на противоположное с частотой звукового сигнала.

Направление силы Ампера: На проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила Ампера $\vec{F_A}$. Ее направление определяется по правилу левой руки. Поскольку вектор магнитной индукции $\vec{B}$ направлен радиально, а ток $I$ — по касательной к виткам, они всегда взаимно перпендикулярны. Применив правило левой руки (расположив ладонь так, чтобы в нее входили линии $\vec{B}$, а четыре пальца указывали направление тока $I$), мы обнаружим, что большой палец, отогнутый на 90°, будет указывать направление силы $\vec{F_A}$ вдоль оси громкоговорителя. Когда направление тока в катушке меняется на противоположное, направление силы Ампера также меняется на противоположное. Эти знакопеременные толчки заставляют катушку с прикрепленным к ней диффузором совершать колебания вдоль оси, которые и создают звуковые волны.

Ответ: Сила Ампера $\vec{F_A}$ направлена вдоль оси громкоговорителя (вперед или назад). Ее направление определяется по правилу левой руки и меняется на противоположное синхронно с изменением направления тока.