Номер 3, страница 192 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

3. На полу лаборатории под линолеумом проложен прямой провод. Как определить место нахождения провода, не вскрывая линолеума?

Для того чтобы определить местоположение провода под линолеумом, не вскрывая его, можно воспользоваться физическим явлением, заключающимся в том, что любой проводник с электрическим током создает вокруг себя магнитное поле.

Решение

Чтобы обнаружить это магнитное поле и, соответственно, сам провод, необходимо выполнить следующую последовательность действий:

1. Подключить к концам провода, проложенного под линолеумом, источник постоянного тока. В качестве источника может выступать аккумулятор, батарейка или лабораторный источник питания. Важно, чтобы по проводу потек постоянный электрический ток, который создаст вокруг провода постоянное магнитное поле.
2. Взять обычный магнитный компас. Вдали от провода с током его стрелка будет ориентирована вдоль магнитного поля Земли, указывая на север.
3. Медленно перемещать компас над поверхностью пола в направлении, предположительно перпендикулярном проводу.
4. Вблизи провода с током его магнитное поле окажет воздействие на стрелку компаса, заставив ее отклониться от первоначального положения. Точка, в которой отклонение стрелки компаса от направления «север-юг» будет максимальным, находится прямо над проводом.
5. Отметив несколько таких точек на полу и соединив их, можно точно определить траекторию проложенного провода.

Это явление объясняется законами электромагнетизма. Согласно правилу правой руки (или правилу буравчика), линии индукции магнитного поля прямого проводника с током представляют собой концентрические окружности, лежащие в плоскостях, перпендикулярных проводу. Магнитная стрелка компаса стремится расположиться по касательной к этим линиям. Величина магнитной индукции $B$ на расстоянии $r$ от длинного прямого провода с током $I$ определяется формулой:

$B = \frac{\mu_0 I}{2 \pi r}$

где $\mu_0$ — магнитная постоянная. Из формулы видно, что индукция магнитного поля обратно пропорциональна расстоянию до провода. Следовательно, самое сильное поле (и самое сильное воздействие на стрелку компаса) будет наблюдаться в непосредственной близости к проводу, то есть прямо над ним.

Ответ: Необходимо пропустить по проводу постоянный электрический ток от источника питания и затем, перемещая над полом магнитный компас, найти линию, вдоль которой отклонение стрелки компаса от ее обычного положения будет максимальным. Эта линия будет соответствовать местоположению провода.