Номер 245, страница 116, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Материалы для повторения при подготовке к экзамену. 6. Электромагнитные явления - номер 245, страница 116.

Условие.

245. Металлический стержень подвешен на двух проводящих нитях и помещён в магнитное поле (рис. 94). Что произойдёт со стержнем, когда по нему начнут пропускать электрический ток, если линии магнитной индукции направлены вертикально вниз? вертикально вверх?

Рис. 94

Решение.

Решение

При замыкании цепи по горизонтальному металлическому стержню потечет электрический ток. Судя по расположению полюсов источника тока на схеме (длинная черта соответствует положительному полюсу, а короткая — отрицательному), ток в стержне будет направлен слева направо.

На проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила Ампера. Направление этой силы определяется по правилу левой руки. Величина силы Ампера вычисляется по формуле $F_A = I \cdot B \cdot l \cdot \sin(\alpha)$, где $\text{I}$ — сила тока, $\text{B}$ — модуль вектора магнитной индукции, $\text{l}$ — длина активной части проводника, а $\alpha$ — угол между направлением тока и вектором магнитной индукции.

В обоих рассматриваемых случаях ток в стержне направлен горизонтально, а линии магнитной индукции — вертикально. Следовательно, угол $\alpha$ между ними равен $90^\circ$, и $\sin(90^\circ) = 1$. Это означает, что на стержень будет действовать сила, направленная перпендикулярно и току, и вектору магнитной индукции, то есть горизонтально, перпендикулярно плоскости рисунка.

Если линии магнитной индукции направлены вертикально вниз

Применим правило левой руки. Располагаем левую руку так, чтобы четыре вытянутых пальца были направлены по току (вправо), а линии магнитной индукции, направленные вниз, входили в ладонь. Для этого ладонь нужно направить вверх. В этом случае отогнутый на 90 градусов большой палец будет указывать направление силы Ампера. Он будет направлен из плоскости рисунка на нас (к наблюдателю).

Ответ: стержень отклонится от положения равновесия в направлении к наблюдателю (из плоскости рисунка).

Если линии магнитной индукции направлены вертикально вверх

Применим правило левой руки. Четыре пальца по-прежнему направляем по току (вправо). Линии магнитной индукции, направленные вверх, должны входить в ладонь, поэтому ладонь следует направить вниз. Тогда отогнутый большой палец будет указывать направление силы Ампера. Он будет направлен за плоскость рисунка от нас (от наблюдателя).

Ответ: стержень отклонится от положения равновесия в направлении от наблюдателя (за плоскость рисунка).