Решение: Направление силы Ампера на проводник
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.
Решение по шагам
5 шаговТоки 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.
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.
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.
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.
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.