Задания для развития, страница 164 - гдз по физике 8 класс учебник Кронгарт, Насохова

• Что произойдет, если в положении, изображенном на рисунке 34.4, б, ток выключить?

Рис. 34.4

Решение

На рисунке 34.4, б, изображена рамка с током, помещенная в однородное магнитное поле. Плоскость рамки в этом положении перпендикулярна линиям магнитной индукции, которые направлены от северного полюса (N) к южному (S).

Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, называется силой Ампера. Ее модуль определяется по формуле:

$F_A = I \cdot B \cdot l \cdot \sin(\alpha)$

где $I$ – сила тока в проводнике, $B$ – модуль вектора магнитной индукции, $l$ – длина проводника, а $\alpha$ – угол между направлением тока и вектором магнитной индукции.

Проанализируем силы, действующие на стороны рамки в положении б:

1. На горизонтальные (верхнюю и нижнюю) стороны рамки сила Ампера не действует. Это связано с тем, что ток в этих проводниках течет параллельно линиям магнитной индукции (угол $\alpha$ равен $0^\circ$ для одной стороны и $180^\circ$ для другой). В обоих случаях $\sin(\alpha) = 0$, следовательно, и $F_A = 0$.

2. На вертикальные (левую и правую) стороны рамки действуют силы Ампера, так как ток в них течет перпендикулярно линиям магнитной индукции ($\alpha = 90^\circ$, $\sin(90^\circ)=1$). Согласно правилу левой руки, эти силы равны по модулю, но направлены в противоположные стороны вдоль оси, перпендикулярной плоскости рамки. Они не создают вращающего момента, а лишь растягивают рамку.

Таким образом, в положении б суммарный вращающий момент, действующий на рамку, равен нулю. Это положение равновесия.

Когда мы выключаем ток, сила тока $I$ становится равной нулю. Согласно формуле силы Ампера, если $I=0$, то и $F_A=0$ для всех сторон рамки. Все магнитные силы, действовавшие на рамку, исчезают. Поскольку рамка до выключения тока уже находилась в состоянии покоя (в положении равновесия), после исчезновения сил она останется в этом же положении.

Ответ:

Рамка останется в том же положении. Ничего не произойдет, так как в данном положении рамка находится в состоянии равновесия, а при выключении тока все действующие на нее магнитные силы исчезнут.