Задание 21 ЕГЭ по физике · 18A9F2
Сила Ампера между проводниками
Три параллельных длинных прямых проводника 1, 2 и 3 расположены на одинаковом расстоянии а друг от друга (см. рисунки 1 и 2). В каждом проводнике протекает электрический ток силой I. Токи во всех проводниках текут в одном направлении. Определите направление результирующей силы, действующей на проводник 1 со стороны проводников 2 и 3. Сделайте рисунок, указав в области проводника 1 вектора магнитной индукции полей, созданных проводниками 2 и 3, вектор магнитной индукции результирующего магнитного поля и вектор результирующей силы. Ответ поясните, опираясь на законы электродинамики.
Рис. 1
Рис. 2
Рис. 2
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Согласно закону взаимодействия параллельных токов, проводники с токами, текущими в одном направлении, притягиваются. Поэтому проводник 2 действует на проводник 1 силой, направленной от 1 к 2, а проводник 3 — силой, направленной от 1 к 3.
F=μ0I2l2πa
Расстояния от проводника 1 до проводников 2 и 3 одинаковы, а токи имеют одинаковую силу, поэтому модули этих сил равны.
По правилу правой руки магнитные поля, созданные проводниками 2 и 3 в области проводника 1, имеют одинаковые по модулю векторы. Их составляющие вдоль направления от проводника 1 к середине стороны 2–3 взаимно компенсируются, а перпендикулярные составляющие складываются.
Сила Ампера определяется векторным произведением F⃗=Il⃗×B⃗. Её направление совпадает с равнодействующей сил притяжения со стороны проводников 2 и 3.
Следовательно, результирующая сила, действующая на проводник 1, направлена от проводника 1 к середине отрезка, соединяющего проводники 2 и 3. На рисунке нужно показать два равных вектора сил к проводникам 2 и 3 и их равнодействующую по медиане.
F=μ0I2l2πa
Расстояния от проводника 1 до проводников 2 и 3 одинаковы, а токи имеют одинаковую силу, поэтому модули этих сил равны.
По правилу правой руки магнитные поля, созданные проводниками 2 и 3 в области проводника 1, имеют одинаковые по модулю векторы. Их составляющие вдоль направления от проводника 1 к середине стороны 2–3 взаимно компенсируются, а перпендикулярные составляющие складываются.
Сила Ампера определяется векторным произведением F⃗=Il⃗×B⃗. Её направление совпадает с равнодействующей сил притяжения со стороны проводников 2 и 3.
Следовательно, результирующая сила, действующая на проводник 1, направлена от проводника 1 к середине отрезка, соединяющего проводники 2 и 3. На рисунке нужно показать два равных вектора сил к проводникам 2 и 3 и их равнодействующую по медиане.
Пример ответа
Результирующая сила направлена от проводника 1 к середине отрезка между проводниками 2 и 3.
Источник: Открытый банк ФИПИ 18A9F2
Похожие задания
21В опыте по изучению фотоэффекта катод освещается зелёным светом, в результате чего в цепи возникает ток (рис.…Изменение фототока при фиолетовом свете · 00B1EF21Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 2 см друг от…Равновесие капли в конденсаторе · 075D3921К колебательному контуру подсоединили источник тока, на клеммах которого напряжение гармонически меняется с…Зависимость тока от индуктивности · 0A303921На рисунке 1 приведена зависимость внутренней энергии U 1 моль идеального одноатомного газа от его давления р…Переход из координат U–p в p–V · 0A953321Линзу удерживают на расстоянии 3 см от тетрадного листа с клетками, на котором нарисованы направленные в одну…Определение фокусного расстояния линзы · 0B795A21Батарея из четырёх конденсаторов электроёмкостью С1 = 2С, С2 = С, С3 = 4С и С4 = 2С подключена к источнику…Энергия батареи конденсаторов · 0C59AA
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.