Номер 4, страница 184 - гдз по физике 8 класс учебник Изергин

Глава IV. Электромагнитные явления. Параграф 31. Сила Ампера. Индукция магнитного поля - номер 4, страница 184.

Условие.

4. Укажите направление электрического тока в случаях, представленных на рисунке 172.

Рис. 172. Определить направление тока в проводнике

Решение.

Для определения направления электрического тока в проводнике, помещенном в магнитное поле, используется правило левой руки. Оно гласит: если левую руку расположить так, чтобы линии индукции магнитного поля ($ \vec{B} $) входили в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по току ($ \vec{I} $), то отогнутый на 90° большой палец покажет направление действующей на проводник силы Ампера ($ \vec{F_A} $).

Решение

Левый рисунок. На данном рисунке проводник расположен вертикально. Вектор магнитной индукции $ \vec{B} $ направлен от северного полюса (N) к южному (S), то есть справа налево. Сила Ампера $ \vec{F_A} $ показана направленной вниз и влево. Такое направление силы является физически невозможным, так как сила Ампера, определяемая векторным произведением $ \vec{F_A} = I(\vec{l} \times \vec{B}) $, должна быть перпендикулярна вектору магнитной индукции $ \vec{B} $. На рисунке же вектор $ \vec{F_A} $ имеет составляющую, параллельную вектору $ \vec{B} $. Вероятно, на рисунке допущена неточность, и вектор силы $ \vec{F_A} $ на самом деле направлен перпендикулярно плоскости рисунка, от наблюдателя (вглубь). Применим правило левой руки для этого случая: располагаем левую руку так, чтобы линии поля $ \vec{B} $ входили в ладонь (ладонь смотрит вправо). Большой палец направляем по силе $ \vec{F_A} $, то есть от себя, вглубь рисунка. Тогда четыре вытянутых пальца покажут направление тока — вниз.

Ответ: электрический ток направлен вниз (при допущении, что сила Ампера направлена от наблюдателя, вглубь рисунка).

Центральный рисунок. Здесь проводник с током перпендикулярен плоскости рисунка (обозначен окружностью). Вектор магнитной индукции $ \vec{B} $ направлен от N к S, то есть справа налево. Сила Ампера $ \vec{F_A} $ направлена вверх. Применим правило левой руки: располагаем ладонь так, чтобы в нее входили линии поля $ \vec{B} $ (ладонь смотрит вправо). Большой палец направляем вверх, по направлению силы $ \vec{F_A} $. В таком положении четыре вытянутых пальца указывают направление "на нас", из плоскости рисунка.

Ответ: электрический ток направлен из плоскости рисунка, на наблюдателя (обозначается ⊙).

Правый рисунок. На этом рисунке проводник расположен вертикально. Магнитное поле направлено перпендикулярно плоскости рисунка, от наблюдателя (обозначено крестиками ×). Сила Ампера $ \vec{F_A} $ направлена вправо. Применим правило левой руки: располагаем левую руку так, чтобы линии магнитного поля, направленные вглубь рисунка, входили в ладонь (для этого ладонь должна быть обращена к наблюдателю). Большой палец направляем вправо, по направлению силы $ \vec{F_A} $. Тогда четыре вытянутых пальца будут направлены вниз, указывая направление тока.

Ответ: электрический ток направлен вниз.