Сторінка 90

Розв’язання

1. Випадок а: Вектор $\vec{B}$ направлений у площину аркуша (вгору/вниз по сторінці, позначено хрестиками), вектор $\vec{I}$ — вправо. Долоня долі (у площину), пальці вправо. Великий палець спрямований назовні (від нас).

2. Випадок б: Вектор $\vec{B}$ направлений від нас (точки), вектор $\vec{I}$ — вгору. Долоня до себе, пальці вгору. Великий палець спрямований вліво.

3. Випадок в: Вектор $\vec{B}$ направлений вгору, вектор $\vec{I}$ — від нас (круг з хрестиком). Долоня вниз, пальці до себе. Великий палець спрямований вправо.

4. Випадок г: Вектор $\vec{B}$ направлений вправо, вектор $\vec{I}$ — вліво. Оскільки провідник паралельний лініям індукції (кут $180^{\circ }$), сила Ампера дорівнює нулю.

Розв’язання

1. Переводимо одиниці вимірювання: $l=60\text{см}=0,6\text{м}$.

2. Знаходимо максимальну силу (кут $\alpha =90^{\circ }$, $\sin 90^{\circ }=1$):
   $$F_{A\max }=BIl=1,5\text{Тл}\cdot 1,2\text{А}\cdot 0,6\text{м}=1,08\text{Н}.$$

3. Знаходимо мінімальну силу (кут $\alpha =0^{\circ }$, $\sin 0^{\circ }=0$):
   $$F_{A\min }=BIl\cdot 0=0\text{Н}.$$

Розв’язання

1. Рис. 2: Провідник відхилився вправо-вниз. Це означає, що сила Ампера спрямована вниз-вправо. Магнітне поле горизонтальне (від N до S або навпаки). Якщо припустити стандартну схему з магнітом підковою: щоб сила діла вниз-вправо при горизонтальному провіднику, лінії індукції мають йти від нас у площину аркуша (або навпаки), а струм — вліво/вправо. Оскільки на рисунку 2 немає стрілок для $\vec{B}$ чи $\vec{I}$, але є відхилення, ми аналізуємо взаємодію. Увага: На рисунку 2 провідник відхилився в бік правої частини магніту (якщо це підкова). Щоб сила діла вправо-вниз, при горизонтальному полі (лінії йдуть зліва направо або навпаки), струм має течь у певному напрямку.
   Аналіз рисунка 2: Провідник відхилився вправо. Сила Ампера спрямована вправо. Магнітне поле, ймовірно, вертикальне (від N до S). Якщо поле йде зверху вниз, а сила — вправо, то за правилом лівої руки струм має течь від нас.
   Аналіз рисунка 3: Провідник відхилився вгору. Сила Ампера спрямована вгору. Магнітне поле горизонтальне (від N до S). Якщо поле йде зліва направо, а сила — вгору, то струм має течь від нас.
   Висновок: Без чітких стрілок на рисунках 2 та 3 у тексті завдання неможливо однозначно визначити полюси без додаткових припущень про конфігурацію. Однак, якщо це типовий експеримент:
   - Для рис. 2: Провідник відхилився вправо-вниз. Це означає, що сила діла вниз і вправо. Якщо поле горизонтальне (від N до S), то полюс N має бути зліва, а S справа (або навпаки залежно від струму). Але найчастіше на таких схемах магніт розташований вертикально. Припустимо, що магніт у рисунку 2 розташований горизонтально. Тоді полюси: N зліва, S справа (або навпаки), залежно від того, як саме відхилився провідник.
   - Для рис. 3: Провідник відхилився вгору. Сила — вгору. Поле горизонтальне. Якщо струм тече від нас (круг з хрестиком), то за правилом лівої руки (долоня вправо, пальці до себе) сила буде вгору. Отже, N полюс магніту має бути зліва, а S — справа.
   Корекція: Оскільки на рисунках немає стрілок $\vec{B}$ чи $\vec{I}$, але є відхилення, ми визначаємо полярність джерела струму (рис. 3). Якщо провідник відхилився вгору, а магніт розташований горизонтально (N зліва, S справа), то струм тече від нас. Значить, на джерелі струму: верхній контакт — (-), нижній — (+).
   Для рис. 2: Якщо провідник відхилився вправо-вниз, це означає, що сила діла вниз. Якщо поле горизонтальне (N зліва, S справа), то струм має течь до нас. Зн