Номер 41, страница 245 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

41. Прямолинейный проводник расположили над магнитной стрелкой параллельно её оси. При пропускании по проводнику тока стрелка повернулась, установившись почти перпендикулярно проводнику. Что оказывает более сильное действие на магнитную стрелку — электрический ток или магнитное поле Земли?

Решение

На магнитную стрелку в описанном опыте действуют два магнитных поля: постоянное магнитное поле Земли и магнитное поле, создаваемое электрическим током в проводнике.

1. Изначально, до включения тока, магнитная стрелка ориентирована вдоль силовых линий магнитного поля Земли. Поскольку проводник расположен параллельно оси стрелки, он также направлен вдоль магнитного поля Земли. Обозначим вектор магнитной индукции поля Земли как $\vec{B}_{Земли}$.

2. При пропускании электрического тока по прямолинейному проводнику вокруг него возникает магнитное поле. Линии индукции этого поля представляют собой концентрические окружности, лежащие в плоскостях, перпендикулярных проводнику. В месте расположения магнитной стрелки вектор индукции магнитного поля тока $\vec{B}_{тока}$ будет направлен перпендикулярно проводнику, а следовательно, и перпендикулярно вектору $\vec{B}_{Земли}$.

3. Магнитная стрелка всегда устанавливается по направлению результирующего вектора магнитной индукции. В данном случае результирующий вектор $\vec{B}_{рез}$ равен векторной сумме двух полей: $\vec{B}_{рез} = \vec{B}_{Земли} + \vec{B}_{тока}$.

4. Согласно условию задачи, после включения тока стрелка повернулась и установилась почти перпендикулярно проводнику. Это означает, что направление результирующего вектора $\vec{B}_{рез}$ практически совпадает с направлением вектора $\vec{B}_{тока}$. В векторном треугольнике, составленном из векторов $\vec{B}_{Земли}$, $\vec{B}_{тока}$ и $\vec{B}_{рез}$, гипотенуза ($\vec{B}_{рез}$) будет почти равна катету ($\vec{B}_{тока}$) только в том случае, если второй катет ($\vec{B}_{Земли}$) очень мал по сравнению с первым. То есть, модуль магнитной индукции поля тока значительно превосходит модуль магнитной индукции поля Земли: $|\vec{B}_{тока}| \gg |\vec{B}_{Земли}|$.

Из этого следует, что магнитное поле, созданное электрическим током, оказывает на стрелку гораздо более сильное действие, чем магнитное поле Земли.

Ответ: Более сильное действие на магнитную стрелку оказывает электрический ток (точнее, создаваемое им магнитное поле).