Номер 786, страница 123 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электромагнитные явления. Действие магнитного поля на проводник с током. Правило левой руки. Индукция магнитного поля. Электрический двигатель - номер 786, страница 123.

Условие.

786. Сформулируйте задачу для каждого случая (рис. 179) и решите её.

Рис. 179

Решение.

а) Задача: Определить направление силы Ампера, действующей на проводник с током, помещенный в магнитное поле между полюсами магнита.

Решение: Для определения направления силы Ампера $ \vec{F} $ воспользуемся правилом левой руки. Вектор магнитной индукции $ \vec{B} $ направлен от северного полюса (N) к южному (S), то есть вправо. Ток $\text{I}$ в проводнике направлен на нас (перпендикулярно плоскости рисунка), что обозначено символом $ \odot $. Располагаем левую руку так, чтобы четыре пальца были направлены по току (на нас), а вектор $ \vec{B} $ входил в ладонь (ладонь обращена влево). В этом случае большой палец, отогнутый на 90°, укажет направление силы Ампера — вверх.

Ответ: Сила Ампера направлена вверх.

б) Задача: Определить направление силы Ампера, действующей на проводник с током, помещенный в магнитное поле между полюсами магнита.

Решение: Применим правило левой руки. Вектор магнитной индукции $ \vec{B} $ направлен от северного полюса (N), расположенного снизу, к южному (S), расположенному сверху, то есть вертикально вверх. Ток $\text{I}$ в проводнике направлен от нас (перпендикулярно плоскости рисунка), что обозначено символом $ \otimes $. Располагаем левую руку так, чтобы четыре пальца были направлены по току (от нас), а вектор $ \vec{B} $ входил в ладонь (ладонь обращена вниз). В этом случае большой палец, отогнутый на 90°, укажет направление силы Ампера — вправо.

Ответ: Сила Ампера направлена вправо.

в) Задача: Определить направление силы Ампера, действующей на проводник с током, помещенный в магнитное поле между полюсами магнита.

Решение: Используем правило левой руки. Вектор магнитной индукции $ \vec{B} $ направлен от северного полюса (N), расположенного сверху, к южному (S), расположенному снизу, то есть вертикально вниз. Ток $\text{I}$ в проводнике течет вправо. Располагаем левую руку так, чтобы четыре пальца были направлены по току (вправо), а вектор $ \vec{B} $ входил в ладонь (ладонь обращена вверх). В этом случае большой палец, отогнутый на 90°, будет указывать направление силы Ампера — на нас (из плоскости рисунка).

Ответ: Сила Ампера направлена на наблюдателя, перпендикулярно плоскости рисунка ($ \odot $).

г) Задача: Определить направление силы Ампера, действующей на проводник с током, и проверить соответствие с рисунком.

Решение: Как и в случае (а), вектор магнитной индукции $ \vec{B} $ направлен вправо (от N к S), а ток $\text{I}$ направлен на нас ($ \odot $). По правилу левой руки (четыре пальца на нас, ладонь влево, чтобы в нее входил вектор $ \vec{B} $), большой палец указывает вверх. Следовательно, сила Ампера $ \vec{F} $ должна быть направлена вверх. Однако на рисунке вектор силы $ \vec{F} $ направлен вниз, что является ошибкой в условии задачи на рисунке.

Ответ: Сила Ампера направлена вверх. (На рисунке допущена ошибка).

д) Задача: Определить направление вектора магнитной индукции и расположение полюсов магнита, если известны направление тока в проводнике и направление действующей на него силы Ампера.

Решение: Воспользуемся правилом левой руки. Известно, что ток $\text{I}$ направлен вправо, а сила Ампера $ \vec{F} $ — вверх. Располагаем левую руку так, чтобы отогнутый большой палец указывал направление силы (вверх), а четыре пальца — направление тока (вправо). В таком положении ладонь будет обращена к нам (из плоскости рисунка). Вектор магнитной индукции $ \vec{B} $ входит в ладонь, следовательно, он направлен от нас, вглубь рисунка ($ \otimes $). Магнитное поле с таким направлением создается, если северный полюс (N) магнита находится сверху, а южный (S) — снизу.

Ответ: Вектор магнитной индукции направлен от наблюдателя, перпендикулярно плоскости рисунка ($ \otimes $). Северный полюс магнита находится сверху, а южный — снизу.

е) Задача: Определить направление вектора магнитной индукции и расположение полюсов магнита, если известны направление тока в проводнике и направление действующей на него силы Ампера.

Решение: Применим правило левой руки. Ток $\text{I}$ в проводнике направлен от нас ($ \otimes $), а сила Ампера $ \vec{F} $ — влево. Располагаем левую руку так, чтобы четыре пальца указывали направление тока (от нас), а отогнутый большой палец — направление силы (влево). В таком положении ладонь будет обращена вниз. Так как вектор магнитной индукции $ \vec{B} $ входит в ладонь, он должен быть направлен вертикально вверх. Такое магнитное поле создается, если северный полюс (N) магнита находится снизу, а южный (S) — сверху.

Ответ: Вектор магнитной индукции направлен вверх. Северный полюс магнита находится снизу, а южный — сверху.