Номер 991, страница 221 - гдз по физике 10 класс сборник задач Дорофейчик, Белая

991. Определите направление силы Ампера (рис. 225, а–г), действующей на прямолинейный проводник с током, помещенный в однородное магнитное поле.

a
$I \odot$
$\vec{B}$

б
$\vec{B}$
$I \otimes$

в
$I$
$\times$

г
$I$
$\vec{B} \odot$

Рис. 225

Для определения направления силы Ампера $ \vec{F_A} $, действующей на проводник с током в магнитном поле, используется правило левой руки. Это правило является следствием математического определения силы Ампера через векторное произведение: $ \vec{F_A} = I (\vec{l} \times \vec{B}) $, где $ I $ – сила тока, $ \vec{l} $ – вектор, направленный вдоль проводника по направлению тока, а $ \vec{B} $ – вектор магнитной индукции.

Правило левой руки формулируется так: если расположить левую руку так, чтобы линии вектора магнитной индукции $ \vec{B} $ входили в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по току $ I $, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление действующей на проводник силы Ампера $ \vec{F_A} $.

Решение

а)

Вектор магнитной индукции $ \vec{B} $ направлен вправо. Ток $ I $ направлен на наблюдателя (из плоскости рисунка). Располагаем левую руку так, чтобы вектор $ \vec{B} $ входил в ладонь (ладонь обращена влево), а четыре пальца указывали на нас (по току). В этом случае большой палец будет направлен вниз.

Ответ: Сила Ампера направлена вниз.

б)

Вектор магнитной индукции $ \vec{B} $ направлен вверх. Ток $ I $ направлен от наблюдателя (в плоскость рисунка). Располагаем левую руку так, чтобы вектор $ \vec{B} $ входил в ладонь (ладонь обращена вниз), а четыре пальца указывали от нас (по току). В этом случае большой палец будет направлен вправо.

Ответ: Сила Ампера направлена вправо.

в)

Вектор магнитной индукции $ \vec{B} $ направлен от наблюдателя (в плоскость рисунка). Ток $ I $ направлен вверх. Располагаем левую руку так, чтобы вектор $ \vec{B} $ входил в ладонь (ладонь обращена к нам), а четыре пальца указывали вверх (по току). В этом случае большой палец будет направлен влево.

Ответ: Сила Ампера направлена влево.

г)

Вектор магнитной индукции $ \vec{B} $ направлен на наблюдателя (из плоскости рисунка). Ток $ I $ направлен по диагонали вниз и влево. Располагаем левую руку так, чтобы вектор $ \vec{B} $ входил в ладонь (ладонь обращена в плоскость рисунка), а четыре пальца указывали по направлению тока (вниз и влево). В этом случае большой палец будет направлен перпендикулярно проводнику, вверх и влево.

Ответ: Сила Ампера направлена перпендикулярно проводнику вверх и влево.