Для проведения опыта учитель собрал установку, изображённую на рисунке 299. В каком направлении будет двигаться проводник АВ при замыкании ключа К? Почему?
рис. 299
Если замкнуть цепь, то по проводнику пойдёт электрический ток, и проводник отклонится в магнитном поле от своего первоначального положения. На проводник с током действует сила Ампера. Направление действия силы Ампера определяется по правилу левой руки − проводник будет втягиваться в область магнита.
Для решения задачи необходимо разобраться с явлением взаимодействия магнитного поля и проводника с током, а также с правилом, определяющим направление силы Лоренца. Это фундаментальные понятия в физике, которые объясняют движение проводника в магнитном поле.
Магнитное поле — это область пространства, в которой на движущиеся заряды или магнитные материалы действует сила. Источниками магнитного поля могут быть постоянные магниты, электрические токи, а также изменяющиеся электрические поля. В данной задаче магнитное поле создаётся постоянным магнитом, у которого есть два полюса: северный (N) и южный (S). Линии магнитного поля выходят из северного полюса магнита и входят в южный полюс.
Электрический ток — это направленное движение заряженных частиц. В металлах ток обусловлен движением электронов, а направление тока принято обозначать от положительного полюса источника к отрицательному (условное направление). Когда электрический ток проходит через проводник, вокруг него создаётся собственное магнитное поле, направленное по правилу правой руки.
Если проводник с током расположен в магнитном поле, он испытывает действие силы. Это связано с тем, что заряженные частицы, движущиеся в магнитном поле, подвергаются воздействию силы Лоренца. Сила Лоренца действует на каждый движущийся заряд и суммируется, создавая результирующую силу на весь проводник.
Для определения направления силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, используется правило левой руки:
1. Расположите левую руку так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь.
2. Пальцы направьте в сторону движения электрического тока.
3. Большой палец, отставленный под прямым углом, укажет направление силы, действующей на проводник.
На изображении видно, что проводник АВ расположен между полюсами магнита в магнитном поле. При замыкании ключа К через проводник начинает проходить электрический ток, создавая магнитное взаимодействие между проводником и внешним магнитным полем. Направление линии магнитного поля показано полюсами магнита (от N к S), а направление тока определяется подключением источника. Зная эти направления и используя правило левой руки, можно определить направление движения проводника.
Таким образом, проводник начнёт двигаться под действием силы Лоренца, направление которой зависит от взаимного расположения магнитного поля, проводника и направления электрического тока.
Пожауйста, оцените решение
