Номер 2, страница 120, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 7. Магнитное поле. Параграф 75. Индукция магнитного поля. Вопросы и задания - номер 2, страница 120.

Условие.

2. Как определяется модуль и направление вектора магнитной индукции?

Решение.

Решение

Вектор магнитной индукции ($\vec{B}$) является силовой характеристикой магнитного поля. Он определяет, с какой силой магнитное поле действует на движущийся электрический заряд. Модуль и направление этого вектора определяются следующим образом:

Определение модуля вектора магнитной индукции

Модуль вектора магнитной индукции ($\text{B}$) определяется через силу Ампера ($F_A$), действующую на проводник с током в магнитном поле. Сила, действующая на участок прямолинейного проводника длиной $\text{l}$ с током $\text{I}$, помещенного в однородное магнитное поле, равна:

$F_A = I \cdot B \cdot l \cdot \sin(\alpha)$

где $\alpha$ — угол между направлением тока в проводнике и вектором магнитной индукции $\vec{B}$.

Максимальная сила $F_{max}$ действует на проводник, когда он расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции, то есть при $\alpha = 90^\circ$ ($\sin(90^\circ) = 1$). В этом случае $F_{max} = I \cdot B \cdot l$. Отсюда модуль вектора магнитной индукции определяется как отношение максимальной силы, действующей со стороны магнитного поля на проводник с током, к произведению силы тока в проводнике на его длину:

$B = \frac{F_{max}}{I \cdot l}$

Единицей измерения магнитной индукции в системе СИ является Тесла (Тл). 1 Тл — это индукция такого однородного магнитного поля, в котором на участок проводника длиной 1 м при силе тока 1 А, расположенный перпендикулярно вектору магнитной индукции, действует сила 1 Н.

Ответ: Модуль вектора магнитной индукции равен отношению максимальной силы, действующей со стороны магнитного поля на участок проводника с током, к произведению силы тока на длину этого участка ($B = \frac{F_{max}}{I \cdot l}$).

Определение направления вектора магнитной индукции

Направление вектора магнитной индукции в данной точке поля определяется по ориентации магнитной стрелки или с помощью мнемонических правил.

1. Экспериментальное определение: За направление вектора магнитной индукции ($\vec{B}$) в данной точке принимается направление, которое указывает северный полюс (N) свободно вращающейся магнитной стрелки, помещенной в эту точку поля. Линии магнитной индукции — это воображаемые линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора $\vec{B}$. Вне магнита они выходят из северного полюса (N) и входят в южный (S).

2. Мнемонические правила: Для определения направления магнитного поля, создаваемого током, используют следующие правила:

Правило буравчика (или правого винта): Если направление поступательного движения буравчика (винта) совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий вектора магнитной индукции.

Правило правой руки (для прямого проводника): Если обхватить проводник правой рукой так, чтобы большой палец указывал направление тока, то согнутые пальцы укажут направление линий магнитной индукции вокруг проводника.

Правило правой руки (для соленоида или витка с током): Если обхватить соленоид (виток) ладонью правой руки так, чтобы четыре пальца были направлены по току в витках, то отставленный на 90 градусов большой палец покажет направление вектора магнитной индукции внутри соленоида.

Ответ: Направление вектора магнитной индукции в данной точке совпадает с направлением северного полюса магнитной стрелки, помещенной в эту точку. Для полей, создаваемых токами, его определяют с помощью правила буравчика или правила правой руки.