Номер 6, 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 6, страница 91.

Условие.

6. На рис. 90 представлены некоторые случаи действия магнитного поля постоянного магнита на прямолинейный проводник с током. Проводник расположен перпендикулярно плоскости чертежа. Поперечное сечение проводника показано в виде окружности. В центре окружности стоит точка, если ток направлен на нас, или косой крест — если ток направлен от нас.

а) Укажите направление силы Ампера (см. рис. 90, а).

б) Обозначьте полюса магнитов (см. рис. 90, б).

в) Укажите направление тока в проводнике (см. рис. 90, в).

Рис. 90

Решение.

Для решения всех пунктов задачи используется правило левой руки.

Формулировка правила: Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по току, то отставленный на $90^\circ$ большой палец покажет направление действующей на проводник силы Ампера.

Напомним, что линии магнитного поля направлены от северного полюса (N) к южному (S). Направление тока обозначается:

• Точка (⊙) — ток направлен на нас (к наблюдателю).

• Крест (⊗) — ток направлен от нас (от наблюдателя).

а) Укажите направление силы Ампера (см. рис. 90, а).

В данном случае магнитное поле направлено от нижнего магнита (северный полюс N) к верхнему магниту (южный полюс S), то есть вертикально вверх. Ток в проводнике направлен на нас (обозначен точкой ⊙). Располагаем левую руку так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь — для этого ладонь нужно направить вниз. Четыре вытянутых пальца направляем по току, то есть на себя. В таком положении отогнутый большой палец будет указывать вправо. Это и есть направление силы Ампера.

Ответ: сила Ампера направлена вправо.

б) Обозначьте полюса магнитов (см. рис. 90, б).

Здесь известны направление тока и направление силы Ампера. Ток направлен от нас (обозначен крестом ⊗), а сила Ампера $\vec{F}$ — вниз. Применим правило левой руки: расположим левую руку так, чтобы четыре пальца указывали направление тока (от нас), а отогнутый большой палец — направление силы (вниз). При таком расположении руки ладонь будет обращена влево. Так как линии магнитного поля должны входить в ладонь, они направлены справа налево. Линии магнитного поля всегда выходят из северного полюса (N) и входят в южный (S). Следовательно, магнит справа является северным полюсом (N), а магнит слева — южным (S).

Ответ: магнит слева — южный полюс (S), магнит справа — северный полюс (N).

в) Укажите направление тока в проводнике (см. рис. 90, в).

В этом случае известны полюса магнитов и направление силы Ампера. Магнитное поле направлено от северного полюса (N) справа к южному (S) слева, то есть горизонтально влево. Сила Ампера $\vec{F}$ направлена вверх. Расположим левую руку согласно правилу: линии магнитного поля должны входить в ладонь, поэтому ладонь поворачиваем вправо. Отогнутый большой палец должен указывать направление силы, то есть вверх. В таком положении четыре вытянутых пальца будут направлены на нас (из плоскости чертежа). Это и есть искомое направление тока.

Ответ: ток в проводнике направлен на нас (к наблюдателю), что обозначается точкой в центре окружности (⊙).