Номер 4, страница 167 - гдз по физике 8 класс учебник Кронгарт, Насохова

4. Как ведет себя рамка, по которой течет ток, попав в магнитное поле?

4. Как ведет себя рамка, по которой течет ток, попав в магнитное поле?

Когда рамка, по которой течет электрический ток, попадает во внешнее магнитное поле, на ее стороны начинают действовать силы Ампера. Если плоскость рамки не перпендикулярна линиям магнитной индукции, то силы, действующие на противоположные стороны рамки, создают пару сил.

Эта пара сил создает вращающий момент, который стремится повернуть рамку. Рамка будет поворачиваться до тех пор, пока ее плоскость не установится перпендикулярно линиям магнитной индукции (вектору $\vec{B}$). В этом положении вращающий момент становится равным нулю, и рамка достигает положения устойчивого равновесия. По сути, рамка с током ведет себя как магнитная стрелка.

Величина вращающего момента $M$ определяется формулой:
$M = I \cdot B \cdot S \cdot \sin(\alpha)$
где $I$ – сила тока в рамке, $B$ – индукция магнитного поля, $S$ – площадь рамки, а $\alpha$ – угол между нормалью (перпендикуляром) к плоскости рамки и вектором магнитной индукции $\vec{B}$.

Ответ: Рамка с током в магнитном поле испытывает действие вращающего момента, который поворачивает ее, стремясь установить плоскость рамки перпендикулярно линиям магнитной индукции.

5. Где применяют свойство рамки с током поворачиваться в магнитном поле?

Свойство рамки с током поворачиваться в магнитном поле является основополагающим принципом работы многих электромеханических устройств. Основные области применения:

1. Электродвигатели. Это самое важное и распространенное применение. Вращающий момент, действующий на рамку (ротор) с током, заставляет ее вращаться, преобразуя электрическую энергию в механическую. Для обеспечения непрерывного вращения в одном направлении используется коллектор, который реверсирует направление тока в рамке каждые пол-оборота.

2. Электроизмерительные приборы. На этом принципе основана работа стрелочных приборов магнитоэлектрической системы:
- Гальванометры: высокочувствительные устройства для обнаружения и измерения малых электрических токов. Угол поворота рамки, которому противодействует упругость пружины, пропорционален силе тока.
- Амперметры и вольтметры: являются развитием конструкции гальванометра. К рамке прикреплена стрелка, которая движется вдоль шкалы, проградуированной в амперах или вольтах.

Ответ: Свойство рамки с током поворачиваться в магнитном поле применяют в электродвигателях, а также в электроизмерительных приборах, таких как гальванометры, амперметры и вольтметры.