Рамка в поле магнита
3/10Рамку с постоянным током удерживают неподвижно в поле полосового магнита (см. рисунок). Полярность подключения источника тока к выводам рамки показана на рисунке. Как будет двигаться рамка на неподвижной оси \(MO\), если рамку не удерживать? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения. Считать, что рамка испытывает небольшое сопротивление движению со стороны воздуха.

▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаСила Ампера на стороны рамки создаёт момент относительно оси \(MO\); учтите направление тока и поля.
РешениеНа рамке покажем ток, текущий в ней: он течёт от «\(+\)» к «\(-\)»; также отметим линии магнитной индукции полосового магнита \(\vec B\) (\(N\) – северный полюс магнита, следовательно, поле «выходит» из него).

На рамку со стороны поля магнита будет действовать сила Ампера. Причём сила, действующая на ближнюю к магниту сторону, будет направлена вниз (направление определяем по «правилу левой руки»), а на дальнюю сторону – вверх. На стороны, параллельные магниту, также будет действовать сила Ампера (вследствие искривления магнитного поля). Но эти силы будут значительно меньше показанных на рисунке, да к тому же их действие на левую и правую половинки рамки будет почти скомпенсировано, то есть этими силами мы пренебрежём. Под действием сил, указанных на рисунке, рамка начинает поворачиваться против часовой стрелки (разгоняясь при этом). Но как только рамка повернётся на угол, больший 90 градусов (от горизонтального положения), эти же силы начнут рамку тормозить.

Так как по условию есть небольшая сила сопротивления, то рамка будет поворачиваться каждый раз на всё меньший угол, пока не остановится в вертикальном положении. В этот момент силы Ампера будут рамку только лишь растягивать в разные стороны и слегка притягивать к магниту (опять же в силу неоднородности поля), но не поворачивать.
Похожие задачи
- Сила Ампера (B3) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Сила Ампера (A20) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Сила тока в проводнике (B3) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Силы в нитях с током (В3) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Сила Ампера (A20) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Сила Ампера на проводник (A20) ЕГЭ 2008, 11 кл.