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

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

Условие.

2. Как определить направление поворота рамки с током в магнитном поле?

Решение.

Направление поворота рамки с током в магнитном поле определяется направлением вращающего момента (момента сил), действующего на рамку. Существует два основных способа определить это направление:

1. С помощью правила левой руки

Этот способ основан на определении сил Ампера, действующих на отдельные стороны рамки.
1. Мысленно разделите рамку на отдельные прямолинейные участки (стороны).
2. Для каждой стороны рамки, по которой течет ток, определите направление силы Ампера ($F_A$) с помощью правила левой руки: если левую руку расположить так, чтобы четыре вытянутых пальца указывали направление тока в проводнике, а линии индукции магнитного поля ($\vec{B}$) входили в ладонь, то отогнутый на 90° большой палец укажет направление силы, действующей на проводник.
3. Силы, действующие на противоположные стороны рамки, обычно образуют пару сил. Эта пара сил создает вращающий момент, который и поворачивает рамку.
4. Направление поворота рамки совпадает с направлением, в котором эта пара сил стремится повернуть рамку вокруг ее оси вращения. Например, если на одну сторону действует сила, направленная вверх, а на противоположную — вниз, рамка будет вращаться вокруг оси, лежащей в ее плоскости.

2. С помощью правила правого винта (буравчика) или правила правой руки для определения магнитного момента

Этот метод рассматривает рамку с током как магнитный диполь, обладающий магнитным моментом.
1. Определите направление вектора магнитного момента рамки $\vec{p}_m$ (его также называют нормалью к контуру). Для этого используется правило правого винта (буравчика) или правило правой руки: если обхватить рамку пальцами правой руки так, чтобы они были направлены по току, то отогнутый большой палец укажет направление вектора магнитного момента $\vec{p}_m$. Вектор $\vec{p}_m$ всегда перпендикулярен плоскости рамки.
2. Определите направление вектора индукции внешнего магнитного поля $\vec{B}$.
3. Вращающий момент $\vec{M}$, действующий на рамку, стремится повернуть ее так, чтобы вектор ее магнитного момента $\vec{p}_m$ совпал по направлению с вектором индукции внешнего магнитного поля $\vec{B}$.
4. Таким образом, рамка будет поворачиваться по кратчайшему пути, чтобы совместить направление своего вектора $\vec{p}_m$ с направлением вектора $\vec{B}$. Когда векторы $\vec{p}_m$ и $\vec{B}$ станут сонаправлены, рамка окажется в положении устойчивого равновесия, и вращающий момент станет равен нулю.

Второй способ часто является более простым и быстрым для определения итогового направления вращения.

Ответ: Направление поворота рамки с током в магнитном поле можно определить либо с помощью правила левой руки, применяемого к каждой стороне рамки для нахождения направления сил Ампера и создаваемого ими вращающего момента, либо с помощью правила правого винта (или правой руки) для определения направления магнитного момента рамки, который под действием поля стремится совпасть по направлению с вектором магнитной индукции.