Номер 10, страница 108 - гдз по физике 8 класс учебник Кабардин

10. На рисунке Т3.8 показана схема устройства электродвигателя постоянного тока. Какими номерами обозначены векторы сил, действующих на левую и правую сторону витка обмотки якоря?

Рис. Т3.8

1) 1 и 3

2) 1 и 4

3) 2 и 3

4) 2 и 4

Решение

Для определения направления сил, действующих на проводник с током в магнитном поле (сил Ампера), используется правило левой руки. Согласно этому правилу, если левую руку расположить так, чтобы вектор магнитной индукции $\text{B}$ входил в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по току $\text{I}$, то отогнутый на 90° большой палец укажет направление силы Ампера $F_A$.

Для решения задачи необходимо определить направление тока в витке и направление линий магнитного поля.

1. Направление магнитного поля: Линии магнитной индукции всегда направлены от северного полюса магнита (N) к южному (S). На рисунке это направление — слева направо.

2. Направление тока: На рисунке изображена батарея типа «Крона». У такой батареи меньший по размеру контакт является положительным полюсом (+), а больший — отрицательным (–). Ток в электрической цепи течет от положительного полюса к отрицательному. Следовательно, ток течет от правого контакта батареи, через правую щетку и полукольцо коллектора, в правую сторону витка. В правой стороне витка ток направлен от наблюдателя (вглубь рисунка). Пройдя по витку, ток в его левой стороне будет направлен к наблюдателю (из плоскости рисунка), после чего вернется к отрицательному полюсу батареи.

Теперь применим правило левой руки к каждой стороне витка.

Для левой стороны витка:

Располагаем левую руку так, чтобы линии магнитного поля (направленные вправо) входили в ладонь. Четыре пальца направляем по току (к нам). В этом положении большой палец, отогнутый на 90°, будет указывать вверх. Этому направлению соответствует вектор силы под номером 1.

Для правой стороны витка:

Снова располагаем левую руку так, чтобы линии поля входили в ладонь. Четыре пальца направляем по току (от нас). В этом положении большой палец будет указывать вниз. Этому направлению соответствует вектор силы под номером 4.

Таким образом, на левую сторону витка действует сила, обозначенная номером 1, а на правую — номером 4. Эта пара сил создает вращающий момент, который заставляет рамку вращаться против часовой стрелки, что соответствует изогнутой стрелке на рисунке.

Ответ: 2) 1 и 4.