Номер 5, страница 91 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 3. Магнитное поле. Параграф 14. Действие магнитного поля на проводник с током. Закон Ампера. Задания и упражнения - номер 5, страница 91.

Условие.

5. Направления тока в двух параллельных проводниках указаны на рис. 89, а, б.

а) Укажите направления векторов магнитной индукции для каждого проводника с током.

б) Как направлены силы взаимодействия двух проводников с токами? Поясните ответ, используя правило левой руки.

Рис. 89

Решение.

а) Направление вектора магнитной индукции $ \vec{B} $ для прямого проводника с током $ I $ определяется по правилу правой руки (или правилу буравчика): если большой палец правой руки направить по направлению тока в проводнике, то четыре согнутых пальца укажут направление линий вектора магнитной индукции вокруг проводника.

Для случая а (токи сонаправлены):

Левый проводник создает вокруг себя магнитное поле. В точке, где находится правый проводник, вектор магнитной индукции $ \vec{B_1} $ этого поля направлен перпендикулярно плоскости рисунка «от нас».

Правый проводник создает вокруг себя магнитное поле, вектор индукции которого $ \vec{B_2} $ в месте расположения левого проводника направлен перпендикулярно плоскости рисунка «к нам».

Для случая б (токи направлены в противоположные стороны):

Левый проводник (ток вверх) создает в месте расположения правого проводника магнитное поле, вектор индукции которого $ \vec{B_1} $ направлен «от нас».

Правый проводник (ток вниз) создает в месте расположения левого проводника магнитное поле, вектор индукции которого $ \vec{B_2} $ также направлен «от нас».

Ответ: В случае а поле левого проводника в месте расположения правого направлено «от нас», а поле правого в месте расположения левого — «к нам». В случае б поле, создаваемое каждым проводником в месте расположения другого, направлено «от нас».

б) Направление силы Ампера $ \vec{F_A} $, действующей на проводник с током в магнитном поле, определяется по правилу левой руки: если левую руку расположить так, чтобы вектор магнитной индукции $ \vec{B} $ входил в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по току $ I $, то отогнутый на 90° большой палец укажет направление действующей силы $ \vec{F_A} $.

Для случая а (токи сонаправлены):

На правый проводник действует поле $ \vec{B_1} $ (направлено «от нас»). Располагаем левую руку так, чтобы вектор $ \vec{B_1} $ входил в ладонь, а четыре пальца указывали вверх (по току). Большой палец укажет влево, в сторону левого проводника.

На левый проводник действует поле $ \vec{B_2} $ (направлено «к нам»). Располагаем левую руку так, чтобы вектор $ \vec{B_2} $ входил в ладонь (поворачиваем руку тыльной стороной к рисунку), а четыре пальца указывали вверх. Большой палец укажет вправо, в сторону правого проводника.

Следовательно, проводники притягиваются друг к другу.

Для случая б (токи направлены в противоположные стороны):

На правый проводник (ток вниз) действует поле $ \vec{B_1} $ (направлено «от нас»). Располагаем левую руку ладонью к рисунку, четыре пальца направляем вниз. Большой палец укажет вправо, от левого проводника.

На левый проводник (ток вверх) действует поле $ \vec{B_2} $ (направлено «от нас»). Располагаем левую руку ладонью к рисунку, четыре пальца направляем вверх. Большой палец укажет влево, от правого проводника.

Следовательно, проводники отталкиваются друг от друга.

Ответ: В случае а (параллельные токи) силы взаимодействия направлены навстречу друг другу, и проводники притягиваются. В случае б (антипараллельные токи) силы взаимодействия направлены в противоположные стороны друг от друга, и проводники отталкиваются.