Номер 802, страница 127 - 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 802, страница 127.

Условие.

► 802. На столе лежит рамка из гибкой лёгкой проволоки. Магнитное поле направлено сверху вниз (рис. 186). Какую форму примет виток, если пропустить ток так, как показано на рисунке; если изменить направление тока? Проверьте на опыте.

Рис. 186

Решение.

Если пропустить ток так, как показано на рисунке
На каждый участок проводника с током, помещенного в магнитное поле, действует сила Ампера. Направление этой силы можно определить по правилу левой руки: если четыре пальца левой руки направить по направлению тока в проводнике, а вектор магнитной индукции $ \vec{B} $ будет входить в ладонь, то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы Ампера $ \vec{F_A} $.
В данной задаче магнитное поле направлено вертикально вниз. Ток в контуре, как показывают стрелки на рисунке 186, течет против часовой стрелки.
Применим правило левой руки к каждому из четырех прямолинейных участков рамки:

• Для заднего (дальнего) участка, где ток течет влево: расположим левую руку так, чтобы ладонь была обращена вверх (чтобы поле $ \vec{B} $ входило в нее), а четыре пальца указывали влево (по току). Большой палец укажет наружу от центра рамки.
• Для правого участка, где ток течет на нас: ладонь вверх, пальцы на нас. Большой палец укажет вправо, то есть наружу от центра рамки.
• Для переднего (ближнего) участка, где ток течет вправо: ладонь вверх, пальцы вправо. Большой палец укажет на нас, то есть наружу от центра рамки.
• Для левого участка, где ток течет от нас: ладонь вверх, пальцы от нас. Большой палец укажет влево, то есть наружу от центра рамки.

Таким образом, на все стороны гибкой рамки действуют силы, направленные от ее центра. Эти силы будут растягивать рамку. Поскольку система стремится занять положение с минимальной потенциальной энергией, что для контура с током в магнитном поле соответствует максимальному магнитному потоку, контур будет стремиться увеличить свою площадь. При фиксированной длине проводника максимальную площадь имеет круг. Следовательно, рамка примет форму окружности.
Ответ: Виток примет форму окружности.

Если изменить направление тока
При изменении направления тока в проводнике на противоположное, направление силы Ампера, действующей на проводник, также изменяется на противоположное. Это следует из правила левой руки (или из векторной формулы силы Ампера $ \vec{F_A} = I[\vec{l} \times \vec{B}] $, где при изменении знака тока $ I $ вектор силы $ \vec{F_A} $ меняет направление).
Если в рамке пустить ток по часовой стрелке, то, применяя правило левой руки для каждого участка, мы обнаружим, что сила Ампера будет направлена внутрь рамки, к ее центру.
Эти направленные внутрь силы будут сжимать гибкий проводник. В результате виток сожмется и схлопнется.
Ответ: Виток сожмется (схлопнется).