Подковообразный магнит лежит горизонтально, северный полюс снизу, южный сверху. Между полюсами на двух рельсах лежит лёгкая алюминиевая трубочка; рельсы через ключ подключены к источнику. Куда покатится трубочка при замыкании ключа?
Решение
Линии магнитного поля между полюсами идут от N к S, то есть вертикально вверх.
По схеме положительный полюс источника через ключ соединён с ближним к нам рельсом, отрицательный — с дальним. Значит, ток в трубочке идёт от нас: от ближнего рельса к дальнему.
Левую руку кладём ладонью вниз, чтобы линии поля (идущие снизу вверх) входили в ладонь, четыре пальца направляем от себя — по току.
Отставленный большой палец показывает вправо.
Ответ
Вправо — вдоль рельсов, из пространства между полюсами.
Почему так
Направление силы, действующей на ток в магнитном поле, находят по правилу левой руки.
Трубочка AB (A сверху, B снизу) лежит на двух горизонтальных проводниках, подключённых слева к источнику напряжения U. Поле направлено на нас (точки). Трубочка катится влево. Найти направление тока в AB и полюсы источника.
Решение
Линии поля направлены к нам (из рисунка). Чтобы они входили в ладонь, левую руку кладём ладонью к рисунку.
Сила направлена туда, куда катится трубочка, — влево. Ставим большой палец влево.
При таком положении руки четыре пальца смотрят вниз: ток в трубочке идёт от A к B.
Ток приходит в точку A по верхнему проводнику, значит, верхний вывод источника — положительный, нижний — отрицательный (ток во внешней цепи идёт от «+» к «−»).
Ответ
Ток от A к B; верхний полюс источника «+», нижний «−».
Почему так
По известным направлениям поля и силы правило левой руки позволяет найти направление тока.
Два ряда: в верхнем полюс N слева, S справа, в нижнем S слева, N справа. В каждом ряду между полюсами два проводника: в левом ток к нам (точка), в правом — от нас (крестик). Куда движется каждый проводник?
Решение
Поле между полюсами направлено от N к S: в верхнем ряду слева направо, в нижнем — справа налево.
Верхний ряд. Ладонь левой руки обращена влево (линии идут слева и входят в неё). Пальцы к нам — большой палец вверх; пальцы от нас — большой палец вниз.
Нижний ряд. Поле развёрнуто, ладонь обращена вправо, поэтому направления сил меняются на противоположные: ток к нам — сила вниз, ток от нас — сила вверх.
Ответ
Верхний ряд: проводник с током к нам движется вверх, с током от нас — вниз. Нижний ряд: с током к нам — вниз, с током от нас — вверх.
Почему так
Сила меняет направление на противоположное, если развернуть либо ток, либо поле.
Отрицательно заряженная частица в магнитном поле, направленном на нас (точки), движется со скоростью v вниз и влево, из верхнего правого угла к нижнему левому. Найти направление силы, действующей на частицу.
Решение
Линии поля направлены к нам, поэтому ладонь левой руки обращаем к рисунку.
Частица заряжена отрицательно, значит, четыре пальца направляем против её скорости — вверх и вправо.
Отставленный большой палец показывает вниз и вправо, перпендикулярно скорости.
Ответ
Перпендикулярно скорости, вниз и вправо (в плоскости рисунка).
Почему так
Для отрицательной частицы четыре пальца левой руки направляют против её скорости.
Поле направлено от нас (крестики). Частица движется вниз со скоростью v, а поле действует на неё силой F, направленной влево. Определить знак заряда частицы.
Решение
Линии поля уходят от нас, чтобы они входили в ладонь, левую руку обращаем ладонью к себе.
Направим четыре пальца по скорости — вниз. Тогда большой палец покажет вправо: так двигалась бы положительная частица.
На самом деле сила направлена влево, то есть противоположно. Значит, частица заряжена отрицательно.
Проверка: пальцы против скорости (вверх) — большой палец влево, совпадает с F.
Ответ
Заряд частицы отрицательный.
Почему так
Если правило левой руки для положительного заряда даёт силу, противоположную наблюдаемой, заряд частицы отрицательный.