Номер 654, страница 97 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Магнитное поле. Направление линий магнитного поля тока. Действие магнитного поля на электрический ток. Индукция магнитного поля. Электромагнитное поле - номер 654, страница 97.

654. Сформулируйте задачу для каждого случая (рис. 140) и решите её.

Рис. 140

В данной задаче требуется для каждого случая, изображенного на рисунке, сформулировать вопрос и дать на него ответ, используя правило левой руки для определения направления силы Ампера.

а) Задача: Определить направление силы Ампера (`$\vec{F_A}$`), действующей на проводник с током, помещенный между полюсами магнита. Направление тока (`$I$`) указано символом `$\odot$` (на наблюдателя).

Решение: Для определения направления силы Ампера воспользуемся правилом левой руки. Линии магнитной индукции (`$\vec{B}$`) направлены от северного полюса (N) к южному (S), то есть горизонтально вправо. Расположим левую руку так, чтобы вектор магнитной индукции `$\vec{B}$` входил в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по току (`$I$`), то есть на нас. Тогда отогнутый на 90 градусов большой палец укажет направление силы Ампера. Он будет направлен вниз.

Ответ: Сила Ампера направлена вниз.

б) Задача: Определить направление силы Ампера (`$\vec{F_A}$`), действующей на проводник с током. Направление тока (`$I$`) указано символом `$\otimes$` (от наблюдателя).

Решение: Применим правило левой руки. Линии магнитной индукции (`$\vec{B}$`) направлены от северного полюса N (снизу) к южному S (сверху), то есть вертикально вверх. Расположим ладонь левой руки так, чтобы эти линии входили в нее (ладонь обращена вниз). Четыре пальца направим по току (`$I$`), то есть от нас, в плоскость рисунка. Отогнутый большой палец укажет направление силы Ампера. Он будет направлен вправо.

Ответ: Сила Ампера направлена вправо.

в) Задача: Определить направление силы Ампера (`$\vec{F_A}$`), действующей на проводник, по которому течет ток (`$I$`) вправо.

Решение: Воспользуемся правилом левой руки. Линии магнитной индукции (`$\vec{B}$`) направлены от северного полюса N (сверху) к южному S (снизу), то есть вертикально вниз. Расположим ладонь левой руки так, чтобы вектор `$\vec{B}$` входил в нее (ладонь обращена вверх). Четыре пальца направим по направлению тока (`$I$`), то есть вправо. Тогда отогнутый большой палец будет направлен от нас, вглубь плоскости рисунка.

Ответ: Сила Ампера направлена от наблюдателя (перпендикулярно плоскости рисунка).

г) Задача: Проводник с током, направленным на наблюдателя (`$\odot$`), помещен в магнитное поле. На него действует сила Ампера (`$\vec{F}$`), направленная вниз. Определить расположение северного и южного полюсов магнита.

Решение: Применим правило левой руки. Расположим левую руку так, чтобы отогнутый большой палец указывал направление силы (`$\vec{F}$`), то есть вниз, а четыре вытянутых пальца — направление тока (`$I$`), то есть на нас. В таком положении ладонь будет обращена влево. Линии магнитной индукции (`$\vec{B}$`) должны входить в ладонь, следовательно, они направлены слева направо. Поскольку линии магнитной индукции выходят из северного полюса (N) и входят в южный (S), то слева находится северный полюс, а справа — южный.

Ответ: Северный полюс (N) находится слева, южный полюс (S) — справа.

д) Задача: На проводник с током (`$I$`), направленным вправо, действует сила Ампера (`$\vec{F}$`), направленная вверх. Определить направление линий магнитной индукции (`$\vec{B}$`).

Решение: Используем правило левой руки. Расположим левую руку так, чтобы четыре вытянутых пальца были направлены по току (`$I$`), то есть вправо, а отогнутый большой палец указывал направление силы (`$\vec{F}$`), то есть вверх. При этом ладонь будет обращена от нас, в плоскость рисунка. Следовательно, линии магнитной индукции (`$\vec{B}$`) входят в ладонь, то есть направлены от нас, перпендикулярно плоскости рисунка.

Ответ: Линии магнитной индукции направлены от наблюдателя (перпендикулярно плоскости рисунка).

е) Задача: Проводник с током, направленным от наблюдателя (`$\otimes$`), помещен в магнитное поле. На него действует сила Ампера (`$\vec{F}$`), направленная влево. Определить направление линий магнитной индукции (`$\vec{B}$`) и расположение полюсов магнита.

Решение: По правилу левой руки расположим кисть так, чтобы четыре пальца были направлены по току (`$I$`), то есть от нас, а отогнутый большой палец указывал направление силы (`$\vec{F}$`), то есть влево. Ладонь при этом будет обращена вниз. Так как линии магнитной индукции (`$\vec{B}$`) входят в ладонь, они направлены вертикально вниз. Линии магнитной индукции выходят из северного полюса (N) и входят в южный (S). Следовательно, верхний полюс является северным (N), а нижний — южным (S).

Ответ: Линии магнитной индукции направлены вниз. Верхний полюс — северный (N), нижний — южный (S).