Номер 1, страница 212 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 4. Магнитные явления. Параграф 52. Действие магнитного поля на рамку с током. Вспомните - номер 1, страница 212.

Условие.

• Как магнитное поле действует на проводник с током?

Решение.

Магнитное поле действует на помещенный в него проводник с током с определенной силой. Эта сила называется силой Ампера. Возникновение этой силы объясняется тем, что электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц. На каждую из этих движущихся частиц в магнитном поле действует сила Лоренца. Сила Ампера является суммой всех сил Лоренца, действующих на носители заряда внутри проводника, и в результате прикладывается ко всему проводнику.

Величина силы Ампера, действующей на прямой участок проводника длиной $\text{l}$, по которому течет ток силой $\text{I}$, в однородном магнитном поле с индукцией $\text{B}$, вычисляется по формуле:

$F_A = I \cdot B \cdot l \cdot \sin(\alpha)$

где:

$F_A$ — модуль силы Ампера (измеряется в ньютонах, Н);
$\text{I}$ — сила тока в проводнике (в амперах, А);
$\text{B}$ — модуль вектора магнитной индукции (в теслах, Тл);
$\text{l}$ — длина участка проводника, находящегося в магнитном поле (в метрах, м);
$\alpha$ — угол между направлением тока и направлением вектора магнитной индукции $\vec{B}$.

Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки: если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции ($\vec{B}$) входили в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по току ($\text{I}$), то отогнутый на 90° большой палец укажет направление действующей на проводник силы Ампера ($\vec{F_A}$).

Из формулы следует, что действие магнитного поля на проводник с током зависит от их взаимного расположения:

• Сила действия максимальна, когда проводник расположен перпендикулярно вектору магнитной индукции ($\alpha = 90^\circ$, так как $\sin(90^\circ) = 1$). В этом случае $F_{A, \text{max}} = I \cdot B \cdot l$.

• Сила действия равна нулю (магнитное поле не действует на проводник), если проводник расположен параллельно вектору магнитной индукции ($\alpha = 0^\circ$ или $\alpha = 180^\circ$, так как $\sin(0^\circ) = 0$).

Это явление лежит в основе работы электродвигателей, электроизмерительных приборов (например, амперметров и вольтметров магнитоэлектрической системы) и многих других технических устройств.

Ответ: Магнитное поле действует на проводник с током с силой Ампера, величина которой пропорциональна силе тока, модулю магнитной индукции, длине проводника и синусу угла между направлением тока и вектором магнитной индукции. Направление этой силы перпендикулярно как направлению тока, так и вектору магнитной индукции и определяется по правилу левой руки.