По жёсткой проволочной рамке, которая может свободно поворачиваться вокруг оси $O_{1}O_{2}$, проходит электрический ток в направлении АБВГ
(рис. 302). Определите направления сил, действующих на рамку на участках АБ, БВ и ВГ. Как движется рамка?

рис. 302

Для решения этой задачи нужно применить знания о взаимодействии электрического тока и магнитного поля, а именно закон Ампера. Согласно этому закону, на проводник с током, находящийся в магнитном поле, действует сила, величина и направление которой определяется по правилу левой руки.

1. Закон Ампера: Сила, действующая на участок провода с током в магнитном поле, выражается формулой:

$$ F = I \cdot l \cdot B \cdot \sin(\alpha) $$

где:
− $ F $ — сила, действующая на проводник,
− $ I $ — сила тока в проводнике,
− $ l $ — длина проводника в магнитном поле,
− $ B $ — магнитная индукция,
− $ \alpha $ — угол между направлением тока и направлением магнитного поля.

1. Правило левой руки: Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно ее поверхности, а четыре вытянутых пальца указывали направление тока, то отогнутый на 90 градусов большой палец укажет направление силы, действующей на проводник.

2. Анализ участков:

• Участок АБ:

  • Направление тока идет от точки А к точке Б.
  • Магнитное поле направлено от северного полюса $N$ к южному полюсу $S$.
  • Применяем правило левой руки для определения направления силы.

• Участок БВ:

  • Направление тока идет от точки Б к точке В.
  • Магнитное поле направлено от $N$ к $S$.
  • Применяем правило левой руки для определения направления силы.

• Участок ВГ:

  • Направление тока идет от точки В к точке Г.
  • Магнитное поле направлено от $N$ к $S$.
  • Применяем правило левой руки для определения направления силы.

1. Движение рамки:
   • На основании направления сил на каждом участке и симметрии конструкции, можно определить, как именно рамка будет двигаться. Нужно учесть моменты сил, действующие на рамку, чтобы понять направление ее вращения вокруг оси $O_{1}O_{2}$.

Таким образом, решив задачу, можно определить направления сил на каждом участке и понять, как будет двигаться рамка.