Номер 721, страница 113 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электромагнитные явления. Магнитное поле проводников с током и постоянных магнитов. Магнитные линии - номер 721, страница 113.

Условие.

721. Будет ли отклоняться магнитная стрелка, если провод, по которому течёт ток, согнуть пополам (рис. 150)?

Рис. 150

Решение.

Решение

Рассмотрим провод, согнутый пополам, как показано на рисунке. Электрический ток течет от положительной клеммы «+» к отрицательной «–». Это означает, что в верхней и нижней частях провода ток течет в противоположных направлениях.

Любой проводник с током создает вокруг себя магнитное поле. Направление этого поля можно определить по правилу правой руки (правилу буравчика).

Применим правило правой руки для обеих частей провода. Магнитное поле, создаваемое током в верхней части провода в точке расположения стрелки, будет направлено в одну сторону (например, перпендикулярно плоскости рисунка от нас). В то же время, магнитное поле, создаваемое током в нижней части провода (где ток течет в обратную сторону), в той же точке будет направлено в противоположную сторону (к нам).

Магнитная стрелка находится между двумя частями провода. Так как провод просто согнут пополам, сила тока $\text{I}$ в обеих частях одинакова. Если предположить, что стрелка расположена симметрично, то есть на одинаковом расстоянии $\text{r}$ от обеих частей провода, то модули векторов магнитной индукции, создаваемые каждой частью, будут равны. Величина магнитной индукции прямого тока определяется формулой: $B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r}$. Поскольку сила тока $\text{I}$ и расстояние $\text{r}$ для обеих частей провода одинаковы, то и модули индукции равны: $|\vec{B}_1| = |\vec{B}_2|$.

Результирующее магнитное поле в точке, где находится стрелка, является векторной суммой полей от верхней и нижней частей провода: $\vec{B}_{общ} = \vec{B}_1 + \vec{B}_2$. Так как векторы $\vec{B}_1$ и $\vec{B}_2$ равны по модулю, но противоположны по направлению, их векторная сумма будет равна нулю (или очень близка к нулю, если расположение не идеально симметрично): $\vec{B}_{общ} \approx 0$.

Поскольку результирующее магнитное поле, создаваемое током в проводе, в месте расположения стрелки практически равно нулю, на магнитную стрелку не будет действовать ориентирующая сила со стороны тока, и она не отклонится.

Ответ: Нет, магнитная стрелка отклоняться не будет. Токи в верхней и нижней частях провода текут в противоположных направлениях. Создаваемые ими магнитные поля в области между проводами направлены в противоположные стороны и взаимно компенсируют (уничтожают) друг друга.