Номер 3.121, страница 73 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Основы электродинамики. Глава 3. Электромагнетизм. Электромагнитная индукция в движущемся проводнике - номер 3.121, страница 73.

Условие.

3.121. В каком направлении движется проводник по П-образной проводящей рамке в ситуации, изображённой на рисунке 3.55?

Рис. 3.55

Решение.

Для определения направления движения проводника воспользуемся правилом Ленца. Согласно этому правилу, индукционный ток, возникающий в замкнутом контуре, имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, которое вызвало этот ток. Это противодействие проявляется в виде силы Ампера, действующей на проводник с индукционным током и направленной против его скорости. Направление силы Ампера ($F_A$) определяется по правилу левой руки. Таким образом, определив направление силы Ампера, мы можем найти направление, противоположное движению проводника.

а) В данном случае вектор магнитной индукции $\text{B}$ направлен перпендикулярно плоскости рамки, от нас (обозначено крестиками). Индукционный ток $I_i$ в проводнике течет вправо. Применим правило левой руки для определения направления силы Ампера $F_A$. Для этого располагаем левую руку так, чтобы вектор $\text{B}$ входил в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по току $I_i$ (вправо). Тогда отогнутый на 90 градусов большой палец укажет направление силы Ампера. Сила Ампера $F_A$ будет направлена вверх. Так как сила Ампера противодействует движению, вызвавшему индукционный ток, то проводник должен двигаться в противоположном направлении, то есть вниз.
Ответ: проводник движется вниз.

б) В этом случае вектор магнитной индукции $\text{B}$ направлен перпендикулярно плоскости рамки, к нам (обозначено точками). Индукционный ток $I_i$ в проводнике течет влево. Снова применим правило левой руки. Располагаем левую руку так, чтобы вектор $\text{B}$ входил в ладонь (ладонью к себе), а четыре вытянутых пальца были направлены по току $I_i$ (влево). Тогда отогнутый на 90 градусов большой палец покажет, что сила Ампера $F_A$ направлена вверх. Поскольку сила Ампера препятствует движению, проводник движется в направлении, противоположном силе $F_A$, то есть вниз.
Ответ: проводник движется вниз.