Номер 41, страница 137, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава IV. Электромагнитные явления. Параграф 23. Магнитные взаимодействия. Магнитное поле - номер 41, страница 137.

Условие.

41. Почему при демонстрации опыта Эрстеда проводник с током располагают вдоль меридиана?

Решение.

В опыте Эрстеда используется магнитная стрелка, которая в отсутствие тока ориентируется строго вдоль силовых линий магнитного поля Земли, то есть вдоль магнитного меридиана (направление «север-юг»).

Цель опыта — наглядно продемонстрировать, что электрический ток создает вокруг себя магнитное поле. Это поле, взаимодействуя с полем магнитной стрелки, заставляет ее отклоняться. Чтобы эффект отклонения был максимальным и легко заметным, необходимо, чтобы вектор магнитного поля, создаваемого током ($\vec{B}_{тока}$), был направлен под наибольшим возможным углом к вектору магнитного поля Земли ($\vec{B}_{Земли}$).

Когда прямой проводник располагают над или под магнитной стрелкой и параллельно ей (то есть вдоль меридиана), создаваемое им магнитное поле, согласно правилу правой руки, имеет направление, перпендикулярное проводнику. Таким образом, поле тока ($\vec{B}_{тока}$) оказывается перпендикулярно полю Земли ($\vec{B}_{Земли}$). Магнитная стрелка в этом случае устанавливается по направлению результирующего вектора $\vec{B}_{рез} = \vec{B}_{Земли} + \vec{B}_{тока}$. Поскольку два поля взаимно перпендикулярны, угол отклонения стрелки от ее первоначального положения будет максимальным.

Если бы проводник был расположен перпендикулярно меридиану (с запада на восток), то его магнитное поле было бы направлено параллельно или антипараллельно магнитному полю Земли. В такой конфигурации стрелка не отклонилась бы в сторону, а лишь незначительно изменила бы свою ориентацию в вертикальной плоскости, что гораздо сложнее зафиксировать.

Ответ: Проводник с током в опыте Эрстеда располагают вдоль меридиана для того, чтобы создаваемое им магнитное поле было перпендикулярно магнитному полю Земли. Такое расположение обеспечивает максимальный угол отклонения магнитной стрелки, что делает результат опыта — наличие магнитного поля у проводника с током — наиболее наглядным.