Номер 20.7, страница 98 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 20. Магнитные взаимодействия. Магнитное поле - номер 20.7, страница 98.

Условие.

20.7. Как взаимодействуют параллельные проводники с токами, если токи направлены противоположно?

Решение.

Взаимодействие двух параллельных проводников с током объясняется тем, что каждый из них создает вокруг себя магнитное поле, которое действует на другой проводник с силой Ампера.

Рассмотрим два параллельных проводника, по которым текут токи $I_1$ и $I_2$ в противоположных направлениях.

1. Первый проводник с током $I_1$ создает вокруг себя магнитное поле. Направление линий магнитной индукции этого поля можно определить по правилу правой руки (или правилу буравчика). Если обхватить проводник правой рукой так, чтобы большой палец указывал направление тока $I_1$, то остальные пальцы покажут направление линий магнитного поля. В области, где находится второй проводник, вектор магнитной индукции $B_1$ будет направлен перпендикулярно плоскости, в которой лежат оба проводника.

2. Второй проводник с током $I_2$ оказывается в магнитном поле $B_1$, созданном первым проводником. Из-за этого на второй проводник начинает действовать сила Ампера $F_{A2}$. Направление этой силы определяется по правилу левой руки: если расположить левую руку так, чтобы вектор магнитной индукции $B_1$ входил в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по току $I_2$, то отогнутый большой палец покажет направление силы. Поскольку ток $I_2$ направлен противоположно току $I_1$, применение правила левой руки показывает, что сила $F_{A2}$ направлена в сторону от первого проводника. Это означает, что первый проводник отталкивает второй.

3. Аналогично, второй проводник с током $I_2$ создает свое магнитное поле $B_2$. Первый проводник находится в этом поле, и на него действует сила Ампера $F_{A1}$. По правилу левой руки можно определить, что эта сила направлена в сторону от второго проводника.

Таким образом, проводники взаимно отталкиваются. Сила взаимодействия (сила Ампера) на единицу длины проводников прямо пропорциональна произведению сил токов в них и обратно пропорциональна расстоянию между ними. Для отрезка проводника длиной $\text{L}$ величина этой силы рассчитывается по формуле:

$F = \frac{\mu_0 I_1 I_2 L}{2 \pi r}$

где $I_1$ и $I_2$ — силы токов в проводниках, $\text{L}$ — длина участка взаимодействия, $\text{r}$ — расстояние между проводниками, а $\mu_0$ — магнитная постоянная.

Ответ: Параллельные проводники с токами, направленными противоположно, отталкиваются друг от друга.