Номер 1, страница 74 - гдз по физике 8 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 3. Электромагнитные явления. Самостоятельные работы. СР-57. Электрический двигатель. Вариант 2 - номер 1, страница 74.

Условие.

1. В каком направлении начнёт вращаться вокруг оси $OO'$ рамка $ABCD$ (рис. 90) после замыкания ключа?

Рис. 90

Решение.

Решение

После замыкания ключа в электрической цепи потечет ток. По общепринятому соглашению, направление тока в цепи — от положительного полюса источника (+) к отрицательному (–). Следовательно, ток в рамке будет течь в следующем направлении: от точки D к C, далее к B, и от B к A. Для определения вращения рамки необходимо рассмотреть силы, действующие на ее стороны AB и DC, которые находятся в магнитном поле.

Магнитное поле постоянного магнита направлено от северного полюса (N) к южному (S). На рисунке 90 северный полюс находится снизу, а южный — сверху, поэтому вектор магнитной индукции $\vec{B}$ направлен вертикально вверх.

На проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила Ампера. Направление этой силы можно определить с помощью правила левой руки. Правило гласит: если расположить левую руку так, чтобы четыре вытянутых пальца указывали направление тока ($\text{I}$), а линии магнитной индукции ($\vec{B}$) входили в ладонь, то отогнутый на 90° большой палец укажет направление действующей силы Ампера ($\vec{F}$).

Применим это правило к стороне DC рамки:

- Направление тока в проводнике DC — от нас (от точки D к C).
- Вектор магнитной индукции $\vec{B}$ направлен вверх.
- Располагаем левую руку так, чтобы пальцы были направлены от нас, а ладонь обращена вниз (чтобы в нее входили линии индукции). В этом положении большой палец будет указывать вправо. Таким образом, на сторону DC действует сила $\vec{F}_{DC}$, направленная вправо.

Теперь применим правило левой руки к стороне AB рамки:

- Направление тока в проводнике AB — к нам (от точки B к A).
- Вектор магнитной индукции $\vec{B}$ также направлен вверх.
- Располагаем левую руку так, чтобы пальцы были направлены на нас, а ладонь обращена вниз. В этом положении большой палец будет указывать влево. Следовательно, на сторону AB действует сила $\vec{F}_{AB}$, направленная влево.

Силы, действующие на стороны AD и BC, не создают вращающего момента вокруг оси OO', так как они либо направлены параллельно этой оси, либо взаимно компенсируются.

Пара сил $\vec{F}_{AB}$ (направленная влево) и $\vec{F}_{DC}$ (направленная вправо) создает вращающий момент, который приводит рамку во вращение вокруг оси OO'. Сторона AB будет двигаться влево, а сторона DC — вправо. Если смотреть на рамку со стороны подключения к источнику тока (слева), то такое движение соответствует вращению по часовой стрелке.

Ответ: Рамка ABCD начнет вращаться по часовой стрелке, если смотреть на нее со стороны оси O.