Номер 1, страница 177 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

1. Какой опыт позволяет обнаружить наличие силы, действующей на проводник с током в магнитном поле?

1. Для того чтобы экспериментально обнаружить наличие силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, можно провести следующий классический опыт. Установка состоит из прямого проводника (например, легкого алюминиевого стержня), который подвешивается на гибких проводах, позволяющих ему свободно двигаться. Этот проводник помещается в область сильного магнитного поля, создаваемого, например, между полюсами подковообразного магнита. Проводник должен быть расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.

К гибким проводам, на которых висит проводник, через ключ подключают источник постоянного тока. Когда ключ замыкают, по проводнику начинает протекать электрический ток. В этот момент можно наблюдать, как проводник приходит в движение — он либо втягивается в пространство между полюсами магнита, либо выталкивается из него. Направление движения зависит от направления тока в проводнике и от направления линий магнитного поля (т.е. от расположения северного и южного полюсов магнита).

Это наблюдаемое механическое движение проводника является прямым свидетельством того, что на него со стороны магнитного поля действует сила. Эта сила получила название силы Ампера. Её модуль можно рассчитать по формуле $F_A = I \cdot B \cdot l \cdot \sin \alpha$, где $I$ — сила тока, $B$ — модуль вектора магнитной индукции, $l$ — длина участка проводника, находящегося в магнитном поле, а $\alpha$ — угол между направлением тока и вектором магнитной индукции. Таким образом, опыт наглядно демонстрирует действие магнитного поля на ток.

Ответ: Наличие силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, обнаруживается по возникновению движения (отклонению) этого проводника, когда его помещают в магнитное поле и пропускают по нему электрический ток.

2. Обнаружить магнитное поле, которое создается электрическим током, можно с помощью опыта Эрстеда. Для этого опыта потребуется прямой проводник, источник тока, ключ и магнитная стрелка (компас). Проводник располагают вблизи магнитной стрелки, например, над ней, параллельно ее направлению в отсутствие тока (то есть параллельно направлению север-юг).

Когда цепь разомкнута и ток по проводнику не течет, магнитная стрелка указывает на север, ориентируясь в магнитном поле Земли. Как только цепь замыкают с помощью ключа, по проводнику начинает идти ток. В этот же момент наблюдается, что магнитная стрелка отклоняется от своего первоначального положения и стремится расположиться перпендикулярно проводнику. Если разомкнуть цепь, стрелка вернется в исходное положение. Это явление однозначно указывает на то, что вокруг проводника с током возникает магнитное поле, которое и воздействует на стрелку.

Направление отклонения стрелки зависит от направления тока в проводнике. Если изменить полярность подключения источника тока, то ток потечет в обратную сторону, и магнитная стрелка отклонится в противоположную сторону. Это доказывает, что магнитное поле является векторной величиной и его направление связано с направлением тока (определяется по правилу буравчика или правилу правой руки). Также для визуализации этого поля можно использовать железные опилки: если их насыпать на горизонтальный лист картона, сквозь который пропущен вертикальный проводник с током, опилки выстроятся по концентрическим окружностям вокруг проводника, показывая форму силовых линий магнитного поля.

Ответ: Магнитное поле тока обнаруживается по его силовому действию на постоянные магниты (например, на магнитную стрелку компаса, которая отклоняется) или на мелкие ферромагнитные частицы (железные опилки, которые ориентируются определенным образом).