Номер 3.119, страница 72 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Основы электродинамики. Глава 3. Электромагнетизм. Электромагнитная индукция в движущемся проводнике - номер 3.119, страница 72.

Условие.

3.119. По проводящим рельсам (рис. 3.53) равномерно перемещают проводник MN. Определите направление силы, действующей на проводник со стороны магнитного поля.

Рис. 3.53

Решение.

Решение

Силу, действующую на проводник со стороны магнитного поля, можно определить, последовательно применив правила для определения направления индукционного тока и силы Ампера.

1. Определение направления индукционного тока.

Когда проводник MN движется вправо, площадь замкнутого контура, образованного проводником и рельсами, увеличивается. Магнитное поле с индукцией $\vec{B}$ направлено в плоскость чертежа (от нас). Следовательно, магнитный поток $\Phi$ через контур, направленный от нас, увеличивается. Согласно правилу Ленца, индукционный ток, возникающий в контуре, создаст собственное магнитное поле, препятствующее этому увеличению. То есть, магнитное поле индукционного тока должно быть направлено из плоскости чертежа (на нас). По правилу правой руки (правилу буравчика), чтобы создать такое поле, ток в контуре должен течь против часовой стрелки. Таким образом, в движущемся проводнике MN ток $\text{I}$ будет направлен от точки N к точке M (вверх).

2. Определение направления силы Ампера.

Теперь мы имеем проводник с током $\text{I}$, направленным от N к M, который находится в магнитном поле $\vec{B}$. На такой проводник действует сила Ампера $\vec{F}_{A}$. Её направление определяется по правилу левой руки. Для этого нужно расположить левую руку так, чтобы:

• четыре вытянутых пальца были направлены по направлению тока $\text{I}$ (от N к M, то есть вверх);
• вектор магнитной индукции $\vec{B}$ входил в ладонь (поскольку поле направлено от нас, ладонь нужно направить к плоскости рисунка).

При таком расположении руки отогнутый на 90 градусов большой палец укажет направление силы Ампера. Он будет направлен влево, то есть в сторону, противоположную направлению скорости $\vec{v}$. Эта сила является тормозящей.

Ответ: Сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля, направлена влево, противоположно вектору скорости.