Номер 60.7, страница 213 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 60. Действие магнитного поля на проводник с током и движущиеся заряды. Глава 8. Магнитные и электромагнитные явления - номер 60.7, страница 213.

60.7 [1464⁰] На тонких проволоках подвешены две катушки (рис. VIII-19). Почему они притягиваются (или отталкиваются), если по ним пропускать электрический ток?

Рис. VIII-19

Решение

Когда по катушке с проводом пропускают электрический ток, она становится электромагнитом, создавая вокруг себя магнитное поле. У этого электромагнита, как и у постоянного магнита, есть два полюса — северный (N) и южный (S). Взаимодействие двух таких катушек определяется взаимодействием их магнитных полюсов. Чтобы определить, притягиваются катушки или отталкиваются, нужно выяснить расположение их магнитных полюсов.

Направление магнитных полюсов соленоида (катушки) можно определить с помощью правила правой руки: если обхватить катушку ладонью правой руки так, чтобы четыре пальца были направлены по направлению тока в витках, то отставленный на 90 градусов большой палец укажет на северный полюс (N).

Рассмотрим каждую катушку отдельно, предполагая, что направление намотки провода у них одинаковое (например, по часовой стрелке, если смотреть сверху).

1. Левая катушка: ток течет от левой клеммы («+») к правой клемме («–»). Если смотреть на катушку сверху, ток в витках будет течь по часовой стрелке. Согласно правилу буравчика (или правилу правой руки для торца катушки), ток, текущий по часовой стрелке, создает на этой стороне южный полюс (S). Следовательно, верхний торец левой катушки является южным полюсом, а нижний — северным (N).

2. Правая катушка: ток течет от правой клеммы («+») к левой клемме («–»). При том же направлении намотки (по часовой стрелке) это подключение заставит ток течь в направлении, противоположном намотке. Если смотреть на катушку сверху, ток будет течь против часовой стрелки. Такое направление тока создает на этой стороне северный полюс (N). Следовательно, верхний торец правой катушки является северным полюсом, а нижний — южным (S).

Таким образом, мы имеем следующую конфигурацию магнитных полюсов:

• Левая катушка: верхний торец — южный (S), нижний — северный (N).
• Правая катушка: верхний торец — северный (N), нижний — южный (S).

Катушки расположены рядом друг с другом. Верхний (южный) полюс левой катушки оказывается рядом с верхним (северным) полюсом правой. Нижний (северный) полюс левой катушки оказывается рядом с нижним (южным) полюсом правой. Поскольку разноименные магнитные полюса притягиваются, между катушками возникает сила притяжения.

К тому же выводу можно прийти, рассмотрев взаимодействие токов в ближайших друг к другу проводах катушек. В проводах на смежных сторонах двух катушек ток будет течь в одном и том же направлении (например, оба вниз на передней стороне и оба вверх на задней). Параллельные токи, текущие в одном направлении, притягиваются, что подтверждает вывод о притяжении катушек.

Ответ: Катушки будут притягиваться. При пропускании тока они становятся электромагнитами. Из-за указанного в условии способа подключения к источнику тока их магнитные полюса оказываются обращены друг к другу разноименными сторонами (северный полюс одной катушки оказывается напротив южного полюса другой). Разноименные магнитные полюса притягиваются.