Номер 630, страница 93 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электромагнитное поле. Магнитное поле. Направление линий магнитного поля тока. Действие магнитного поля на электрический ток. Индукция магнитного поля - номер 630, страница 93.

Условие.

630. Шнур настольной лампы, питаемый постоянным током, поднесли к магнитной стрелке. Окажет ли магнитное поле тока действие на стрелку?

Решение.

Нет, магнитное поле тока в шнуре настольной лампы практически не окажет действия на магнитную стрелку.

Обоснование:

Шнур настольной лампы представляет собой два параллельных провода, заключенных в общую изоляцию. Когда лампа включена, по одному проводу ток течет к лампе, а по другому — от лампы обратно к источнику. Это означает, что в двух проводах текут токи $I$ одинаковой величины, но в противоположных направлениях.

Каждый проводник с током создает вокруг себя магнитное поле. Согласно правилу правой руки, направления векторов индукции этих магнитных полей в любой точке пространства будут противоположными. Величина магнитной индукции $B$, создаваемой длинным прямым проводом на расстоянии $r$ от него, определяется по формуле:

$B = \frac{\mu_0 I}{2 \pi r}$

Поскольку провода в шнуре расположены очень близко друг к другу, для любой точки, находящейся на некотором удалении от шнура, расстояния до каждого из проводов можно считать практически одинаковыми. Так как и величины токов равны, то и модули векторов магнитной индукции, создаваемых каждым проводом в этой точке, будут почти одинаковы. Векторная сумма двух практически равных по модулю и противоположных по направлению векторов дает результирующий вектор, модуль которого очень близок к нулю. Таким образом, магнитные поля двух проводов почти полностью компенсируют друг друга.

В результате суммарное магнитное поле вокруг шнура настольной лампы оказывается чрезвычайно слабым. Оно значительно слабее магнитного поля Земли, которое и ориентирует магнитную стрелку. Поэтому поднесение шнура к магнитной стрелке не вызовет ее заметного отклонения.

Ответ: Нет, магнитное поле тока в шнуре настольной лампы практически не окажет действия на магнитную стрелку, так как шнур состоит из двух проводов с токами одинаковой величины, но противоположного направления. Создаваемые ими магнитные поля взаимно компенсируют друг друга.