Номер 1, страница 172 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

1. Опишите опыт, подтверждающий связь между направлением тока в проводнике и направлением линий магнитного поля, созданного проводником.

1. Опишите опыт, подтверждающий связь между направлением тока в проводнике и направлением линий магнитного поля, созданного проводником.

Связь между направлением электрического тока в проводнике и направлением линий создаваемого им магнитного поля можно наглядно продемонстрировать с помощью опыта, являющегося вариацией классического опыта Эрстеда.

Необходимое оборудование:

• Источник постоянного тока;
• Прямой проводник;
• Ключ для замыкания и размыкания цепи;
• Соединительные провода;
• Несколько небольших магнитных стрелок (компасов);
• Горизонтальная подставка (например, лист картона), через которую можно пропустить проводник.

Порядок проведения опыта:

1. Собираем электрическую цепь, состоящую из источника тока, ключа и прямого проводника. Проводник располагаем вертикально, пропустив его через отверстие в центре листа картона.
2. Вокруг проводника на картонной подставке размещаем магнитные стрелки. Пока ток в цепи отсутствует, все стрелки ориентируются в одном направлении, указывая на северный магнитный полюс Земли.
3. Замыкаем ключ. По проводнику начинает течь электрический ток (например, сверху вниз). В этот момент мы наблюдаем, что все магнитные стрелки поворачиваются и располагаются по касательным к концентрическим окружностям, центром которых является проводник. Северные полюсы всех стрелок указывают в одном направлении вдоль этих окружностей (например, по часовой стрелке).
4. Меняем полярность подключения источника тока, чтобы изменить направление тока в проводнике на противоположное (теперь ток течет снизу вверх).
5. Снова замкнув ключ, мы увидим, что магнитные стрелки опять выстроились по окружностям, но теперь они развернулись на 180 градусов и их северные полюсы указывают в противоположном направлении (в нашем примере — против часовой стрелки).

Вывод из опыта: Данный опыт доказывает, что вокруг проводника с током существует магнитное поле, силовые линии которого являются замкнутыми окружностями. Что самое важное, направление этих линий (указываемое северным полюсом магнитной стрелки) однозначно связано с направлением тока: при изменении направления тока на противоположное, направление линий магнитного поля также изменяется на противоположное.

Ответ: Опыт, в котором вокруг прямого проводника с током располагают магнитные стрелки, показывает, что стрелки выстраиваются вдоль концентрических окружностей. При изменении направления тока в проводнике на противоположное, все магнитные стрелки поворачиваются на 180 градусов. Это прямо подтверждает наличие связи между направлением тока и направлением линий созданного им магнитного поля.

2. Сформулируйте правило буравчика.

Правило буравчика (или правило правого винта) — это мнемоническое правило, используемое в физике для определения направления вектора магнитной индукции $B$, создаваемого прямолинейным проводником с током.

Формулировка правила следующая: если направление поступательного движения буравчика с правой резьбой совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения рукоятки буравчика совпадает с направлением линий магнитного поля, создаваемого этим током.

Существует также эквивалентное правило правой руки: если обхватить проводник правой рукой так, чтобы отогнутый большой палец указывал направление тока, то направление, в котором согнуты остальные четыре пальца, покажет направление линий магнитного поля.

Ответ: Если ввинчивать буравчик (винт с правой резьбой) по направлению тока в прямолинейном проводнике, то направление вращения ручки буравчика укажет направление линий магнитного поля этого тока.

3. Что можно определить с помощью этого правила?

С помощью правила буравчика (или правила правой руки) можно однозначно определить направление одной из двух взаимосвязанных физических величин, если известно направление другой. В частности, оно позволяет:

• Определить направление линий магнитного поля (и вектора магнитной индукции $B$, который направлен по касательной к этим линиям), если известно направление электрического тока в проводнике.
• Решить обратную задачу: определить направление тока в проводнике, если известно направление линий создаваемого им магнитного поля (например, по ориентации северного полюса магнитной стрелки).

Это правило является фундаментальным для понимания явлений электромагнетизма.

Ответ: С помощью правила буравчика можно определить направление линий магнитного поля по известному направлению тока или, наоборот, определить направление тока по известному направлению линий его магнитного поля.