Задание 12 ЕГЭ по физике · задача 8B2572
|
|
Электрическая цепь, состоящая из четырёх прямолинейных горизонтальных проводников (12, 23, 34, 41) и источника постоянного тока, находится в однородном магнитном поле, вектор магнитной индукции которого направлен к наблюдателю (см. рисунок, вид сверху). Как направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вызванная этим полем сила Ампера, действующая на проводник 12? Ответ запишите словом (словами).
Показать ответ и разбор
Ответ: вправо
Разбор
Сначала определим направление тока в проводнике 1–2. На рисунке источник подключён в верхней стороне (3–2): «+» обращён к точке 3, «−» — к точке 2. Ток выходит из положительного полюса, идёт по левой стороне вниз (3→4), по нижней стороне вправо (4→1) и по правой стороне вверх (1→2). Значит, в проводнике 1–2 ток направлен снизу вверх.
Магнитное поле $\vec{B}$ направлено к наблюдателю (точка в кружке на рисунке).
Сила Ампера: $\vec{F} = I\vec{L}\times\vec{B}$. Введём оси: вправо — $\hat x$, вверх — $\hat y$, к наблюдателю — $\hat z$. Ток направлен по $\hat y$, поле — по $\hat z$. Тогда $\hat y \times \hat z = \hat x$ — направление вправо.
Значит, сила Ампера, действующая на проводник 1–2, направлена вправо.
Магнитное поле $\vec{B}$ направлено к наблюдателю (точка в кружке на рисунке).
Сила Ампера: $\vec{F} = I\vec{L}\times\vec{B}$. Введём оси: вправо — $\hat x$, вверх — $\hat y$, к наблюдателю — $\hat z$. Ток направлен по $\hat y$, поле — по $\hat z$. Тогда $\hat y \times \hat z = \hat x$ — направление вправо.
Значит, сила Ампера, действующая на проводник 1–2, направлена вправо.