Номер 4, страница 202 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

Глава 3. Электромагнитные явления. Параграф 55. Действие магнитного поля на проводник с током. Правило левой руки. Вопросы после параграфа - номер 4, страница 202.

Условие.

4. В каком случае сила действия магнитного поля на проводник с током или движущуюся заряженную частицу равна нулю?

Решение 1.

Решение 3.

Решение 4.

Сила действия магнитного поля как на проводник с током, так и на движущуюся заряженную частицу, зависит от их взаимной ориентации с линиями магнитного поля. Основной случай, когда эта сила равна нулю, — это когда направление движения электрических зарядов (направление тока в проводнике или вектор скорости частицы) параллельно вектору магнитной индукции. Кроме того, сила равна нулю, если отсутствует хотя бы один из факторов, необходимых для ее возникновения.

Рассмотрим оба случая подробнее на основе определяющих их формул.

Проводник с током

Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле (сила Ампера), определяется по формуле:

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

где $I$ — сила тока в проводнике, $B$ — величина индукции магнитного поля, $L$ — длина участка проводника, находящегося в поле, а $\alpha$ — угол между направлением тока и вектором магнитной индукции.

Исходя из формулы, сила Ампера $F_A$ равна нулю в следующих случаях:

• $\sin(\alpha) = 0$. Это условие выполняется, когда угол $\alpha$ равен $0^\circ$ или $180^\circ$. Физически это означает, что проводник с током расположен параллельно линиям магнитной индукции.
• $I = 0$. В проводнике нет электрического тока.
• $B = 0$. Проводник находится вне магнитного поля.

Ответ: Сила действия магнитного поля на проводник с током равна нулю, если проводник расположен параллельно линиям магнитного поля, а также в случаях, когда в проводнике отсутствует ток или он находится вне магнитного поля.

Движущаяся заряженная частица

Сила, действующая на заряженную частицу в магнитном поле (магнитная составляющая силы Лоренца), вычисляется по формуле:

$F_Л = |q| \cdot v \cdot B \cdot \sin(\alpha)$

где $q$ — заряд частицы, $v$ — ее скорость, $B$ — величина индукции магнитного поля, а $\alpha$ — угол между вектором скорости частицы и вектором магнитной индукции.

Сила Лоренца $F_Л$ равна нулю в следующих случаях:

• $\sin(\alpha) = 0$. Это условие выполняется, когда угол $\alpha$ равен $0^\circ$ или $180^\circ$. Это означает, что частица движется параллельно линиям магнитной индукции.
• $v = 0$. Частица покоится. Магнитное поле действует только на движущиеся заряды.
• $q = 0$. Частица не имеет электрического заряда (нейтральна).
• $B = 0$. Частица движется вне магнитного поля.

Ответ: Сила действия магнитного поля на движущуюся заряженную частицу равна нулю, если она движется параллельно линиям магнитного поля, а также если частица покоится, не имеет заряда или находится вне магнитного поля.