Номер 3, 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 3, страница 211.

Условие.

3. Что произойдёт с силой Ампера, действующей на проводник с током, если направление тока в этом проводнике изменить на противоположное? В какую сторону будет отклоняться провод $\text{AB}$ в опыте, изображённом на рисунке 4.20, если изменить полярность его подключения к источнику тока? Почему?

Решение.

3. Решение

Сила Ампера — это сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током. Направление этой силы определяется по правилу левой руки. В векторной форме сила Ампера выражается формулой: $ \vec{F}_A = I (\vec{l} \times \vec{B}) $, где $\text{I}$ — сила тока, $ \vec{l} $ — вектор, совпадающий по направлению с током и равный по модулю длине проводника, а $ \vec{B} $ — вектор магнитной индукции.

Из этой формулы видно, что сила Ампера является векторной величиной. Если изменить направление тока в проводнике на противоположное, то вектор $ \vec{l} $ изменит своё направление на $ -\vec{l} $. Новая сила Ампера $ \vec{F'}_A $ будет равна $ I (-\vec{l} \times \vec{B}) = -I (\vec{l} \times \vec{B}) = -\vec{F}_A $. Это означает, что при изменении направления тока на противоположное направление силы Ампера также изменится на противоположное, а её модуль останется прежним.

Изменение полярности подключения проводника АВ к источнику тока приводит к изменению направления тока в нём на противоположное. Поскольку направление магнитного поля (создаваемого магнитом в опыте) остаётся неизменным, то, согласно правилу левой руки, направление действующей на проводник силы Ампера изменится на противоположное. Следовательно, провод АВ будет отклоняться в сторону, противоположную первоначальному отклонению.

Ответ: Если изменить направление тока в проводнике на противоположное, то направление силы Ампера, действующей на него, также изменится на противоположное. При изменении полярности подключения провода АВ к источнику тока он будет отклоняться в противоположную сторону, так как изменение направления тока на обратное приводит к изменению направления силы Ампера на обратное.

4. Решение

Магнитное взаимодействие, а именно взаимосвязь между электричеством и магнетизмом (электромагнетизм), было открыто в 1820 году датским физиком Гансом Христианом Эрстедом. Он обнаружил, что электрический ток, протекающий по проводнику, создаёт вокруг себя магнитное поле, которое воздействует на стрелку компаса, заставляя её отклоняться.

Вскоре после этого открытия французский физик Андре-Мари Ампер провёл серию экспериментов и сформулировал количественный закон взаимодействия токов (закон Ампера), который описывает силу взаимодействия между двумя проводниками с током. Таким образом, Эрстед открыл явление, а Ампер дал ему математическое описание и исследовал его количественно.

Ответ: Магнитное действие электрического тока было открыто Гансом Христианом Эрстедом в 1820 году.