Номер 4, страница 16 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

4. Квадратная рамка расположена в однородном магнитном поле в плоскости линий магнитной индукции так, как показано на рисунке. Направление тока в рамке показано стрелками. Как направлена сила, действующая на сторону ab рамки со стороны магнитного поля?

1) перпендикулярно плоскости чертежа, от нас

2) перпендикулярно плоскости чертежа, на нас

3) вертикально вверх, в плоскости чертежа

4) вертикально вниз, в плоскости чертежа

Решение

Для определения направления силы, действующей на проводник с током в магнитном поле (силы Ампера), используется правило левой руки.

Формула для силы Ампера в векторном виде: $\vec{F}_A = I[\vec{L} \times \vec{B}]$, где $I$ - сила тока, $\vec{L}$ - вектор, направленный вдоль проводника по направлению тока, а $\vec{B}$ - вектор магнитной индукции. Модуль силы Ампера равен $F_A = I \cdot B \cdot L \cdot \sin\alpha$, где $\alpha$ — угол между направлением тока и вектором магнитной индукции.

Правило левой руки гласит: если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции ($\vec{B}$) входили в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению тока ($I$), то отогнутый на 90° большой палец покажет направление действующей силы Ампера ($\vec{F}_A$).

Применим это правило к стороне ab рамки:

1. Направление тока ($I$) на стороне ab — вертикально вниз (от точки a к точке b). Располагаем четыре пальца левой руки по направлению тока, то есть вниз.
2. Вектор магнитной индукции ($\vec{B}$) направлен горизонтально влево. Чтобы он входил в ладонь, нужно повернуть руку ладонью вправо.
3. При таком положении руки отогнутый большой палец будет направлен перпендикулярно плоскости чертежа, от нас.

Таким образом, сила, действующая на сторону ab рамки, направлена перпендикулярно плоскости чертежа от нас. Это соответствует варианту ответа 1.

Ответ: перпендикулярно плоскости чертежа, от нас.