Квадратная проволочная рамка — Задание 12 ЕГЭ физика

Задание №12. Магнитное Поле

Магнетизм

№2. Задание 12

ID: 00028673

Квадратная проволочная рамка расположена в однородном магнитном поле так, что вектор магнитной индукции $\overset{\to}{В}$ лежит в плоскости рамки (см. рисунок). Направление тока в рамке показано стрелками. Куда направлена относительно рисунка ( вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя ) сила Ампера, действующая на сторону cd рамки со стороны внешнего магнитного поля $\overset{\to}{В}$ ? Ответ запишите словом (словами) .

Рисунок к заданию 12 ЕГЭ по физике — Магнетизм

Источник: ФИПИ

Решение

Рамка с током лежит в магнитном поле, и надо понять, куда поле толкает одну конкретную сторону — cd. Сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током, называется силой Ампера. Чтобы найти её направление, нужны всего две вещи: куда смотрит поле и куда течёт ток именно в этой стороне.

Сначала поле. Стрелка над буквой в подписи $\vec B$ — это просто значок вектора, направление поля по ней не определяют. Смотри на сами линии индукции: их наконечники нарисованы справа, значит линии идут слева направо. Поле лежит в плоскости рисунка и направлено вправо.

Теперь ток. Верхняя сторона рамки разомкнута: в разрыв уходят два вывода к источнику. Поэтому обходить контур «по алфавиту» a, b, c, d нельзя — смотри строго на стрелки. По левой стороне стрелка вниз (от a к b), по нижней — вправо (от b к c), по правой — вверх (от c к d). Значит на стороне cd ток течёт снизу вверх, от c к d.

Правило левой руки словами: разверни левую ладонь так, чтобы линии поля упирались в неё (поле идёт вправо — значит ладонь смотрит влево, навстречу линиям); четыре вытянутых пальца направь по току, то есть вверх; тогда отставленный большой палец покажет направление силы.

Проделай это левой рукой по-настоящему: пальцы вверх, ладонь навстречу полю — большой палец уходит за плоскость рисунка, от тебя. Значит сила Ампера, действующая на сторону cd, направлена от наблюдателя.

Заодно проверь себя по модулю: ток здесь перпендикулярен полю, угол между ними $90^\circ$ , поэтому сила максимальна и равна $$F = BIL$$ — нулём она стать не может, направление точно есть.