дано:
Металлический стержень, подвешенный на нерастяжимых проводах.
Ток в стержне включен, направление тока показано на рисунке.
найти:
а) В какой плоскости отклонились провода?
б) Мог ли вектор магнитной индукции быть направлен горизонтально?
в) В какую сторону отклонились провода, если вектор магнитной индукции направлен вверх?
решение:
а) Поскольку стержень находится в однородном магнитном поле и ток в нем создает магнитное поле, согласно правилу левой руки, направление силы будет перпендикулярно как к току, так и к магнитному полю. Это означает, что провода отклонятся в плоскости, перпендикулярной плоскости рисунка, поскольку сила, действующая на стержень, вызывает момент, который заставляет провода наклоняться в эту плоскость.
б) Если бы вектор магнитной индукции был направлен горизонтально, то в этом случае угол между направлением тока и магнитным полем мог бы быть 90°. Тем не менее, в таком положении сила, действующая на стержень, должна была бы находиться в одной из горизонтальных плоскостей. Это приводит к тому, что провода не отклонились бы от вертикали. Таким образом, вектор магнитной индукции не мог бы быть направлен горизонтально, если провода отклонились.
в) Если вектор магнитной индукции направлен вверх, мы можем применить правило левой руки. Указательный палец указывает вверх (направление магнитной индукции), средний палец указывает вниз (направление тока). В этом случае большой палец указывает в сторону, перпендикулярную как току, так и магнитному полю, показывая направление силы. Это указывает на то, что провода отклоняются либо влево, либо вправо, в зависимости от направления тока. Если ток направлен, например, слева направо, тогда провода отклонятся влево.
ответ:
а) Провода отклонились в плоскости, перпендикулярной плоскости рисунка.
б) Вектор магнитной индукции не мог быть направлен горизонтально.
в) Провода отклонились в сторону, перпендикулярную направлению тока и вверх (в зависимости от направления тока).