Вариант 2, страница 90 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Самостоятельные работы. СР-11. Электромагнитные явления - страница 90.

Условие.

Вариант 3

1. Как вынуть стальную булавку из стеклянной бутылки, не опрокидывая её и не опуская внутрь каких-либо предметов?

2. Определите силу тока в проводнике с активной длиной 10 см, находящемся в магнитном поле с индукцией 1 Тл, если на него действует сила 1,5 Н. Проводник расположен перпендикулярно линиям индукции магнитного поля.

3. Укажите направление силы, действующей на проводник с током, помещённый в магнитное поле так, как показано на рисунке 105.

Рис. 105

Решение.

1. Как вынуть стальную булавку из стеклянной бутылки, не опрокидывая её и не опуская внутрь каких-либо предметов?

Стальная булавка является ферромагнетиком, то есть материалом, который сильно притягивается к магниту. Стекло, из которого сделана бутылка, является диамагнетиком и практически не взаимодействует с магнитным полем, пропуская его сквозь себя. Поэтому, чтобы вынуть булавку, нужно поднести к внешней стенке бутылки сильный магнит. Магнитное поле притянет булавку к внутренней стенке. Плавно перемещая магнит по внешней поверхности бутылки вверх к горлышку, можно "протащить" булавку за ним и извлечь её из бутылки, не опрокидывая её и не помещая внутрь посторонние предметы.

Ответ: Необходимо воспользоваться магнитом, приложив его к внешней стенке бутылки и перемещая его вместе с притянутой булавкой к горлышку.

2. Определите силу тока в проводнике с активной длиной 10 см, находящемся в магнитном поле с индукцией 1 Тл, если на него действует сила 1,5 Н. Проводник расположен перпендикулярно линиям индукции магнитного поля.

Дано:
$l = 10 \text{ см}$
$B = 1 \text{ Тл}$
$F_A = 1,5 \text{ Н}$
$\alpha = 90^\circ$

$l = 10 \text{ см} = 0,1 \text{ м}$

Найти:

$I - ?$

Решение

На проводник с током в магнитном поле действует сила Ампера, которая определяется по формуле:
$F_A = I \cdot B \cdot l \cdot \sin(\alpha)$
где $\text{I}$ – сила тока в проводнике, $\text{B}$ – индукция магнитного поля, $\text{l}$ – длина активной части проводника, $\alpha$ – угол между направлением тока и вектором магнитной индукции.
По условию, проводник расположен перпендикулярно линиям индукции, следовательно, угол $\alpha = 90^\circ$, а $\sin(90^\circ) = 1$.
Формула упрощается до вида:
$F_A = I \cdot B \cdot l$
Выразим из этой формулы силу тока $\text{I}$:
$I = \frac{F_A}{B \cdot l}$
Подставим числовые значения:
$I = \frac{1,5 \text{ Н}}{1 \text{ Тл} \cdot 0,1 \text{ м}} = \frac{1,5}{0,1} \text{ А} = 15 \text{ А}$

Ответ: Сила тока в проводнике равна 15 А.

3. Укажите направление силы, действующей на проводник с током, помещённый в магнитное поле так, как показано на рисунке 105.

Для определения направления силы, действующей на проводник с током в магнитном поле (силы Ампера), используется правило левой руки. Линии магнитной индукции направлены от северного полюса (N) к южному (S), то есть в данном случае – горизонтально вправо. Ток в проводнике, согласно рисунку, направлен вертикально вниз.
Применим правило левой руки: расположим левую руку так, чтобы вектор магнитной индукции $\vec{B}$, направленный от северного полюса (N) к южному (S) (т.е. вправо), входил в ладонь. Четыре вытянутых пальца направим по направлению тока $\text{I}$ (т.е. вниз). Тогда отогнутый на 90 градусов большой палец укажет направление действующей силы. Он будет направлен на наблюдателя, перпендикулярно плоскости рисунка.

Ответ: Сила, действующая на проводник, направлена на наблюдателя, перпендикулярно плоскости рисунка.