Номер 2, 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. Обсуди с товарищем - номер 2, страница 202.

Условие.

2*. Воспользовавшись правилами буравчика и левой руки, попробуйте объяснить, почему параллельные проводники (см. рис. 91) притягиваются, если токи в них направлены одинаково и отталкиваются, если токи в них проходят в противоположных направлениях.

Решение 1.

Решение 3.

Решение 4.

Взаимодействие параллельных проводников с током объясняется тем, что каждый проводник создает вокруг себя магнитное поле, которое, в свою очередь, действует с силой Ампера на другой проводник. Направление магнитного поля определяется по правилу буравчика (или правилу правой руки), а направление силы Ампера — по правилу левой руки. Рассмотрим два случая.

Параллельные проводники притягиваются, если токи в них направлены одинаково

Пусть есть два параллельных проводника, 1 и 2, с токами $I_1$ и $I_2$, текущими в одном направлении (например, вертикально вверх).

1. Определим направление магнитного поля, создаваемого проводником 1 в точке, где находится проводник 2. Согласно правилу буравчика, если направить большой палец правой руки по направлению тока $I_1$, то остальные пальцы, обхватывающие проводник, покажут направление линий вектора магнитной индукции $\vec{B}_1$. В месте расположения проводника 2 вектор $\vec{B}_1$ будет направлен перпендикулярно плоскости, в которой лежат проводники (в нашем примере — "в плоскость рисунка").

2. Теперь найдем направление силы $\vec{F}_{12}$, с которой это поле действует на проводник 2. Применим правило левой руки: расположим левую руку так, чтобы четыре вытянутых пальца указывали направление тока $I_2$ (вверх), а вектор магнитной индукции $\vec{B}_1$ входил в ладонь. Тогда отогнутый на 90° большой палец укажет направление силы Ампера $\vec{F}_{12}$. Эта сила будет направлена к проводнику 1.

Аналогично, проводник 2 создает в месте расположения проводника 1 магнитное поле $\vec{B}_2$, которое (по правилу буравчика) направлено "из плоскости рисунка". По правилу левой руки, сила $\vec{F}_{21}$, действующая на проводник 1, будет направлена к проводнику 2. В результате проводники притягиваются друг к другу.

Ответ: Магнитное поле, созданное первым проводником, действует на второй проводник с силой, направленной к первому. Поле второго проводника действует на первый с силой, направленной ко второму. Это приводит к взаимному притяжению.

Параллельные проводники отталкиваются, если токи в них проходят в противоположных направлениях

Пусть ток $I_1$ в проводнике 1 течет вверх, а ток $I_2$ в проводнике 2 — вниз.

1. Магнитное поле $\vec{B}_1$ от проводника 1 в месте расположения проводника 2, как и в первом случае, направлено "в плоскость рисунка" (согласно правилу буравчика).

2. Применим правило левой руки для определения силы $\vec{F}_{12}$, действующей на проводник 2. Расположим левую руку так, чтобы четыре пальца указывали направление тока $I_2$ (вниз), а вектор $\vec{B}_1$ входил в ладонь. Тогда большой палец укажет, что сила $\vec{F}_{12}$ направлена от проводника 1.

Рассмотрим обратное действие. Ток $I_2$, текущий вниз, создает в месте расположения проводника 1 магнитное поле $\vec{B}_2$, которое по правилу буравчика также направлено "в плоскость рисунка". Применив правило левой руки к проводнику 1 (ток $I_1$ вверх, поле $\vec{B}_2$ "в плоскость рисунка"), обнаружим, что сила $\vec{F}_{21}$ направлена от проводника 2. В результате проводники отталкиваются друг от друга.

Ответ: Магнитное поле первого проводника действует на второй с силой, направленной от первого. Поле второго проводника действует на первый с силой, направленной от второго. Это приводит к взаимному отталкиванию.