Номер 25, страница 152, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава IV. Электромагнитные явления. Параграф 24. Сила Ампера. Сила Лоренца - номер 25, страница 152.

Условие.

25. Используя правило буравчика и правило левой руки, объясните, почему параллельно расположенные провода, в которых токи текут в одном направлении, притягиваются, а провода, в которых токи текут в противоположных направлениях, — отталкиваются. Сделайте в тетради поясняющие рисунки.

Решение.

Решение

Взаимодействие двух параллельных проводников с током объясняется тем, что каждый проводник создает вокруг себя магнитное поле, которое действует с силой Ампера на другой проводник. Направление магнитного поля определяется по правилу буравчика (или правилу правой руки), а направление силы Ампера — по правилу левой руки.

Параллельно расположенные провода, в которых токи текут в одном направлении

Рассмотрим два параллельных провода, Провод 1 и Провод 2, в которых токи $I_1$ и $I_2$ текут в одном и том же направлении (например, вертикально вверх).

Сначала определим направление магнитного поля, создаваемого Проводом 1 в месте, где находится Провод 2. Согласно правилу буравчика, если большой палец правой руки направить по направлению тока $I_1$, то согнутые пальцы укажут направление линий магнитной индукции $\vec{B_1}$. В месте расположения Провода 2 вектор $\vec{B_1}$ будет направлен перпендикулярно плоскости, в которой лежат провода, «от нас».

Теперь определим направление силы, с которой это магнитное поле действует на Провод 2. Для этого применим правило левой руки. Расположим левую руку так, чтобы четыре пальца были направлены по току $I_2$ (вверх), а вектор магнитной индукции $\vec{B_1}$ (направленный «от нас») входил в ладонь. Отогнутый на 90° большой палец укажет направление силы Ампера $\vec{F_{12}}$. Эта сила будет направлена к Проводу 1.

Аналогичные рассуждения для Провода 1, находящегося в магнитном поле Провода 2, показывают, что на него действует сила $\vec{F_{21}}$, направленная к Проводу 2. Таким образом, проводники притягиваются.

Ответ: Проводники притягиваются, так как магнитное поле, созданное одним проводником, действует на второй с силой, направленной к первому проводнику, и наоборот, что следует из последовательного применения правила буравчика и правила левой руки.

Провода, в которых токи текут в противоположных направлениях

Рассмотрим два параллельных провода, в которых ток $I_1$ течет вверх, а ток $I_2$ — вниз.

Магнитное поле $\vec{B_1}$, создаваемое Проводом 1 в месте расположения Провода 2, по-прежнему будет направлено «от нас» (согласно правилу буравчика).

Применим правило левой руки для определения силы, действующей на Провод 2. Расположим левую руку так, чтобы четыре пальца были направлены по току $I_2$ (вниз), а вектор поля $\vec{B_1}$ (направленный «от нас») входил в ладонь. Отогнутый большой палец покажет, что сила $\vec{F_{12}}$ направлена от Провода 1.

Магнитное поле $\vec{B_2}$, создаваемое Проводом 2 (ток вниз) в месте расположения Провода 1, будет также направлено «от нас». Применяя правило левой руки к Проводу 1 (ток вверх, поле «от нас»), обнаружим, что сила $\vec{F_{21}}$ направлена от Провода 2. Таким образом, проводники отталкиваются.

Ответ: Проводники отталкиваются, так как магнитное поле одного проводника создает силу, действующую на второй проводник и направленную от первого, и наоборот, что следует из последовательного применения правила буравчика и правила левой руки.