21

Решение: Направление силы Ампера на проводник

ЕГЭ · Физика · Задание 21 · Магнитное поле и индукция
ПовышеннаяФИПИ1AF218Развёрнутое решение≈ 8 минутРазбор в 5 шагов
Условие

Три параллельных длинных прямых проводника 1, 2 и 3 расположены на одинаковом расстоянии $a$ друг от друга. В каждом проводнике протекает электрический ток силой $I$: в проводниках 1 и 3 — в одном направлении, а в проводнике 2 — в противоположном. Определите направление результирующей силы, действующей на проводник 1 со стороны проводников 2 и 3. На основе рисунка укажите в области проводника 1 векторы магнитной индукции полей, созданных проводниками 2 и 3, вектор магнитной индукции результирующего магнитного поля и вектор результирующей силы. Ответ поясните, опираясь на законы электродинамики.

В проводнике 1 ток направлен из плоскости рисунка, в проводнике 2 — в плоскость рисунка, в проводнике 3 — из плоскости рисунка.

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

5 шагов
1

Токи в проводниках 1 и 3 направлены одинаково, поэтому эти проводники притягиваются. Сила, действующая на проводник 1 со стороны проводника 3, направлена от проводника 1 к проводнику 3 — вниз и влево.

2

Токи в проводниках 1 и 2 направлены противоположно, поэтому проводники отталкиваются. Сила, действующая на проводник 1 со стороны проводника 2, направлена от проводника 2 от проводника 1 — вверх и влево.

3

Расстояния между проводником 1 и каждым из проводников 2 и 3 одинаковы, а силы токов равны. Поэтому модули сил взаимодействия одинаковы. Их вертикальные составляющие взаимно компенсируются, а горизонтальные составляющие направлены влево и складываются.

4

По правилу правой руки магнитное поле проводника 3 в области проводника 1 направлено вверх и влево, а поле проводника 2 — вверх и вправо. Их результирующее магнитное поле направлено вверх.

На проводник 1 действует сила Ампера, направление которой определяется векторным произведением направления тока на направление магнитной индукции результирующего поля. Эта сила направлена влево.

Ответ

Результирующая сила, действующая на проводник 1, направлена горизонтально влево, то есть параллельно основанию треугольника и от проводника 2 в сторону, противоположную ему.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Считать, что противоположно направленные токи притягиваются.

Не учитывать, что силы от проводников 2 и 3 имеют одинаковые модули.

Сложить силы скалярно вместо векторного сложения.

Неверно определить направление магнитного поля прямого проводника по правилу правой руки.

Закрепить приёмВ теме «Магнитное поле и индукция» ещё 202 задачи — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 21 ЕГЭ, физика

Разбор этой задачи разложен на 5 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Магнитное поле и индукция»: в ней 203 задачи, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.