Номер 1781, страница 208 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

9 класс. Электромагнитное поле и электромагнитные волны. 63. Магнитное поле. Действие магнитного поля на проводник с током и на движущиеся заряженные частицы. Индукция магнитного поля - номер 1781, страница 208.

Решение.

Решение

Как движется каждый из них?

Движение каждого проводника в заданном внешнем магнитном поле (его вектор индукции $\vec{B}$ направлен вправо) определяется направлением силы Ампера $\vec{F}_A$. Это направление можно найти, используя правило левой руки.

1. Проводник 1: Ток в проводнике направлен вверх. Если расположить левую руку так, чтобы четыре пальца были направлены по току (вверх), а линии магнитного поля входили в ладонь (ладонь повернута влево), то отогнутый на 90 градусов большой палец укажет направление силы Ампера — на наблюдателя (из плоскости рисунка). Таким образом, проводник 1 будет двигаться "к нам".

2. Проводник 2: Ток направлен от наблюдателя, вглубь плоскости рисунка (обозначено знаком ⊕). Располагая левую руку так, чтобы четыре пальца были направлены от нас, а линии поля $\vec{B}$ входили в ладонь (ладонь смотрит вверх), видим, что большой палец указывает вниз. Сила Ампера направлена вниз, и проводник будет двигаться вниз.

3. Проводник 3: Ток направлен к наблюдателю, из плоскости рисунка (обозначено знаком ⊙). Располагая левую руку так, чтобы четыре пальца были направлены к нам, а линии поля $\vec{B}$ входили в ладонь (ладонь смотрит вниз), видим, что большой палец указывает вверх. Сила Ампера направлена вверх, и проводник будет двигаться вверх.

4. Проводник 4: Ток в проводнике направлен вниз. Применяя правило левой руки (четыре пальца вниз, ладонь влево), получаем, что сила Ампера направлена от наблюдателя, вглубь плоскости рисунка. Таким образом, проводник 4 будет двигаться "от нас".

Ответ: Проводник 1 движется на наблюдателя (из плоскости рисунка), проводник 2 — вниз, проводник 3 — вверх, проводник 4 — от наблюдателя (в плоскость рисунка).

Взаимодействуют ли они между собой?

Да, проводники с током взаимодействуют между собой, поскольку каждый из них создает собственное магнитное поле, которое действует на все остальные проводники.

- Проводники 1 и 4 параллельны друг другу, но токи в них направлены в противоположные стороны. Согласно правилу взаимодействия токов, такие проводники отталкиваются.

- Проводники 2 и 3 также параллельны, и токи в них направлены в противоположные стороны (ток в проводнике 2 направлен "от нас", а в проводнике 3 — "к нам"). Следовательно, они также отталкиваются друг от друга.

- Взаимодействие между взаимно перпендикулярными проводниками (например, между проводником 1 и проводником 2) в данной конфигурации отсутствует. Магнитное поле, создаваемое проводником 1 в месте расположения проводника 2, направлено параллельно току в проводнике 2 (либо "от нас", либо "к нам", в зависимости от точного расположения). Сила Ампера определяется формулой $ \vec{F}_A = I (\vec{l} \times \vec{B}) $. Поскольку вектор длины $\vec{l}$ (направление тока) и вектор магнитной индукции $\vec{B}$ параллельны или антипараллельны, их векторное произведение равно нулю. То же самое справедливо и для всех других пар перпендикулярных проводников (1 и 3, 2 и 4, 3 и 4).

Ответ: Да, взаимодействуют. Проводники 1 и 4 отталкиваются друг от друга; проводники 2 и 3 также отталкиваются друг от друга.