Задачи: Действие магнитного поля на электрический ток. Правило левой руки
Все задачи по теме — от базовых к сложным, с подсказками и решениями. Объяснение темы — на странице темы.
База
БазаЗадача 1
Горизонтальный проводник лежит между полюсами магнита. Северный полюс слева, южный справа. Ток в проводнике направлен к нам (из рисунка). Куда направлена сила, действующая на проводник?
Подсказка
Поле идёт от N к S. Поверните ладонь левой руки навстречу линиям поля.
Решение
Поле направлено слева направо, поэтому ладонь левой руки обращаем влево. Четыре пальца — к себе, по току. Большой палец показывает вверх.
Ответ
Вверх
БазаЗадача 2
При токе 2 А магнитное поле действует на проводник с силой 0,04 Н. С какой силой оно будет действовать на тот же проводник при токе 6 А?
Подсказка
Сила пропорциональна силе тока.
Решение
Ток вырос в \(\dfrac{6}{2} = 3\) раза, значит, и сила выросла в 3 раза. \(F_2 = 0{,}04 \cdot 3 = 0{,}12\) Н.
Ответ
0,12 Н
Средний
СреднийЗадача 3
Электрон летит вправо в магнитном поле, линии которого направлены к нам (из рисунка). Куда направлена сила, действующая на электрон?
Подсказка
Заряд электрона отрицательный — четыре пальца направляйте против его движения.
Решение
Ладонь левой руки обращаем к рисунку, чтобы в неё входили линии поля. Четыре пальца — против движения электрона, то есть влево. Большой палец показывает вверх.
Ответ
Вверх
СреднийЗадача 4
На участок проводника длиной 20 см, находящийся в магнитном поле, при токе 3 А действует сила 0,09 Н. Проводник сдвинули так, что в поле оказалось 30 см, а ток увеличили до 5 А. Какой стала сила?
Подсказка
Сила пропорциональна и длине участка в поле, и силе тока.
Решение
Длина выросла в \(\dfrac{30}{20} = 1{,}5\) раза, ток — в \(\dfrac{5}{3}\) раза. \(F_2 = 0{,}09 \cdot 1{,}5 \cdot \dfrac{5}{3} = 0{,}225\) Н.
Ответ
0,225 Н
Сложный
СложныйЗадача 5
Вертикальный проводник, ток в нём идёт вверх. Магнитное поле действует на проводник с силой, направленной к нам (из рисунка). Как направлены линии магнитного поля? Поле перпендикулярно проводнику.
Подсказка
Поставьте четыре пальца вверх, большой палец — на себя, и посмотрите, куда обращена ладонь.
Решение
Четыре пальца левой руки — вверх, большой палец — к себе. Ладонь при этом обращена вправо. Линии поля входят в ладонь, значит, они идут справа налево.
Ответ
Справа налево
СложныйЗадача 6
На сторону рамки длиной 10 см, расположенную поперёк линий поля, при токе 1,5 А действует сила 0,02 Н. Какой ток нужно пропустить по рамке, чтобы в том же поле на сторону длиной 25 см действовала сила 0,1 Н?
Подсказка
Сначала найдите, какая сила приходится на 1 А и 1 см проводника.
Решение
На 1 А и 1 см приходится \(\dfrac{0{,}02}{1{,}5 \cdot 10}\) Н. Нужный ток: \(I = \dfrac{0{,}1 \cdot 1{,}5 \cdot 10}{0{,}02 \cdot 25} = 3\) А.