Номер 59.12, страница 210 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 59. Магнитное поле проводника с током. Глава 8. Магнитные и электромагнитные явления - номер 59.12, страница 210.

59.12 [1462°] Будет ли отклоняться магнитная стрелка, если провод, по которому идёт ток, согнут вдвое, как показано на рисунке VIII-10?

Рис. VIII-10

Решение

Согласно опыту Эрстеда, любой проводник с электрическим током создает вокруг себя магнитное поле. Магнитная стрелка, помещенная в это поле, стремится расположиться вдоль его силовых линий, что вызывает ее отклонение.

В рассматриваемой задаче провод, по которому идет ток, согнут вдвое. Это означает, что мы имеем два очень близко расположенных друг к другу параллельных проводника. Ток течет от клеммы «+» к клемме «-». Таким образом, в верхней и нижней частях сложенного провода ток имеет одинаковую величину, но течет в противоположных направлениях.

Каждая часть провода создает свое магнитное поле. Направление этих полей можно определить по правилу правой руки. Если обхватить проводник правой рукой так, чтобы большой палец указывал направление тока, то согнутые пальцы покажут направление линий магнитной индукции.

Применив это правило, мы обнаружим, что в любой точке пространства вокруг провода (и в частности, в месте расположения магнитной стрелки) магнитные поля от верхней и нижней частей провода направлены в противоположные стороны.

Согласно принципу суперпозиции полей, результирующее магнитное поле в любой точке является векторной суммой полей, создаваемых каждым током в отдельности. Обозначим поле от верхней части провода как $\vec{B}_1$, а от нижней — как $\vec{B}_2$. Тогда общее поле будет: $\vec{B}_{общ} = \vec{B}_1 + \vec{B}_2$

Поскольку сила тока в обеих частях провода одинакова, а сами провода находятся очень близко друг к другу (практически на одинаковом расстоянии от стрелки), то модули создаваемых ими магнитных полей будут почти равны: $|\vec{B}_1| \approx |\vec{B}_2|$.

Так как векторы $\vec{B}_1$ и $\vec{B}_2$ практически равны по модулю и противоположны по направлению, их векторная сумма будет близка к нулю: $\vec{B}_{общ} \approx 0$

Поскольку суммарное магнитное поле, создаваемое сложенным вдвое проводом, практически равно нулю, на магнитную стрелку не будет действовать сила, способная ее заметно отклонить.

Ответ: Нет, магнитная стрелка отклоняться не будет. Это связано с тем, что токи в прилегающих друг к другу частях провода направлены в противоположные стороны, и создаваемые ими магнитные поля практически полностью компенсируют друг друга.