Магнетизм

Задание №21. Качественная Задача

№2. Задание 21

ID: 00003213

Рамку с постоянным током удерживают неподвижно в поле полосового магнита (см. рис.). Полярность подключения источника тока к выводам рамки показана на рисунке. Как будет двигаться рамка на неподвижной оси MО, если рамку не удерживать?

Рисунок к заданию 21 ЕГЭ по физике — Магнетизм

Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения. Считать, что рамка испытывает небольшое сопротивление движению со стороны воздуха

Источник: ФИПИ

Решение

Дано:

Рамка с постоянным током в поле полосового магнита. Ток течёт от «+» к «−» источника.

Найти:

Направление вращения рамки.

Решение:

Шаг 1. Определяем направление поля магнита.

У полосового магнита магнитные силовые линии выходят из северного полюса и входят в южный. Вид сверху: линии

\vec{B}

направлены вправо (от N к S).

Шаг 2. Определяем направление тока в рамке.

По схеме подключения ток течёт от «+» источника. В левом проводнике рамки ток направлен в одну сторону, в правом — в противоположную.

Шаг 3. Применяем правило левой руки для нахождения силы Ампера.

Сила Ампера:

\vec{F} = I \cdot \vec{l} \times \vec{B}

Для левого проводника: четыре пальца вдоль тока,

\vec{B}

входит в ладонь → большой палец указывает на наблюдателя (левый край рамки поднимается). Для правого проводника: ток противоположный → сила Ампера направлена от наблюдателя (правый край опускается).

Итог:

Рамка вращается: левый край поднимается, правый опускается. Использованы: понимание поля полосового магнита и правило левой руки (сила Ампера).

Ответ

Рамка начнёт вращаться: левый край поднимется (сила Ампера на наблюдателя), правый опустится (сила Ампера от наблюдателя)

Видеоразбор

Другие задания по теме «Магнетизм» (8)