Номер 2, страница 211 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 4. Магнитные явления. Параграф 51. Действие магнитного поля на проводник с током. Вопросы - номер 2, страница 211.

Условие.

2. Сформулируйте правило, позволяющее определить направление силы Ампера.

Решение.

2. Сформулируйте правило, позволяющее определить направление силы Ампера.

Направление силы Ампера, которая действует на проводник с током, помещенный в магнитное поле, определяется с помощью правила левой руки.

Правило формулируется следующим образом: если левую руку расположить так, чтобы линии индукции магнитного поля ($\vec{B}$) входили в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению тока ($\text{I}$) в проводнике, то отогнутый на 90 градусов большой палец укажет направление силы Ампера ($\vec{F}_A$), действующей на этот проводник.

Математически направление силы Ампера определяется как направление векторного произведения в формуле закона Ампера:

$ \vec{F}_A = I (\vec{l} \times \vec{B}) $

где $\text{I}$ — сила тока, $\vec{l}$ — вектор, модуль которого равен длине отрезка проводника, а направление совпадает с направлением тока, $\vec{B}$ — вектор магнитной индукции. Направление вектора $\vec{F}_A$ перпендикулярно плоскости, в которой лежат векторы $\vec{l}$ и $\vec{B}$.

Ответ: Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки.

3. Что произойдёт с силой Ампера, дей...

Предположим, что полный вопрос звучит так: «Что произойдёт с силой Ампера, действующей на проводник, если изменить направление тока в нём (или направление магнитного поля) на противоположное?».

Если изменить направление тока в проводнике на противоположное, то, согласно правилу левой руки, необходимо будет развернуть четыре пальца на 180°. В результате этого отогнутый большой палец также изменит своё направление на противоположное. Таким образом, сила Ампера будет действовать в противоположном направлении.

То же самое произойдёт, если изменить на противоположное направление вектора магнитной индукции. В этом случае, чтобы линии поля снова входили в ладонь, её придётся перевернуть. Это также приведёт к изменению направления силы Ампера на противоположное.

Это следует и из формулы $\vec{F}_A = I (\vec{l} \times \vec{B})$. Векторное произведение антикоммутативно, то есть при смене знака одного из сомножителей результат меняет знак: $ \vec{a} \times (-\vec{b}) = -(\vec{a} \times \vec{b}) $. Следовательно, изменение направления тока ($I\vec{l} \rightarrow -I\vec{l}$) или магнитного поля ($\vec{B} \rightarrow -\vec{B}$) приведёт к изменению направления силы Ампера $\vec{F}_A$ на противоположное.

Ответ: При изменении направления тока в проводнике или направления магнитного поля на противоположное, направление силы Ампера также изменится на противоположное.