Номер 1, страница 80, часть 2 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 2. Глава 8. Электромагнитные явления. Параграф 60. Электродвигатели. Гальванометр - номер 1, страница 80.

Условие.

1. Под действием каких сил поворачивается рамка с током в магнитном поле?

Решение.

1. Под действием каких сил поворачивается рамка с током в магнитном поле?

Решение

Рамка с током в магнитном поле поворачивается под действием сил Ампера. На каждый участок проводника, по которому течет электрический ток, помещенный в магнитное поле, действует сила Ампера. Величина этой силы определяется по формуле: $F_A = I \cdot B \cdot l \cdot \sin{\alpha}$, где $\text{I}$ — сила тока в проводнике, $\text{B}$ — индукция магнитного поля, $\text{l}$ — длина участка проводника в поле, а $\alpha$ — угол между направлением тока и вектором магнитной индукции. Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки.

Рассмотрим прямоугольную рамку с током в однородном магнитном поле. В двух противоположных сторонах рамки ток течет в противоположных направлениях.

Согласно правилу левой руки, силы Ампера, действующие на эти стороны, также будут направлены в противоположные стороны. Например, если одна сила направлена перпендикулярно плоскости рамки "от нас", то другая будет направлена "к нам".

Эти две силы равны по модулю, противоположны по направлению, и их линии действия не совпадают. Такая система двух сил называется парой сил.

Именно эта пара сил создает вращающий момент (или момент силы), который и заставляет рамку поворачиваться вокруг своей оси. Вращающий момент стремится развернуть рамку так, чтобы ее плоскость установилась перпендикулярно линиям магнитной индукции. В этом положении вращающий момент становится равным нулю, и рамка приходит в состояние устойчивого равновесия. Величина вращающего момента определяется формулой: $M = I \cdot S \cdot B \cdot \sin{\theta}$, где $\text{S}$ — площадь рамки, а $\theta$ — угол между нормалью (перпендикуляром) к плоскости рамки и вектором магнитной индукции $\vec{B}$.

Таким образом, первопричиной вращения являются силы Ампера, а непосредственной причиной — создаваемый ими вращающий момент.

Ответ: Рамка с током в магнитном поле поворачивается под действием пары сил Ампера, приложенных к противоположным сторонам рамки. Эта пара сил создает вращающий момент, который и вызывает вращение.