Как решать задачи на силу Ампера в магнитном поле на ЕГЭ?
В магнетизме есть сила Ампера на проводник с током. Не помню формулу и не понимаю, как определять направление силы. Как решать задачи на силу Ампера и пользоваться правилом левой руки?
2 ответа
Сила Ампера действует на проводник с током в магнитном поле:
F = B·I·L·sin α
gде B — индукция магнитного поля (Тл), I — сила тока (А), L — длина проводника в поле (м), α — угол между током и полем.
Важно про угол:
- Если ток перпендикулярен полю (α = 90°):
F = B·I·L(sin 90° = 1, максимум). - Если ток вдоль поля (α = 0°): F = 0 (sin 0 = 0, силы нет).
Направление — правило левой руки: левую руку расположи так, чтобы линии поля B входили в ладонь, четыре пальца — по направлению тока I, тогда отогнутый большой палец укажет силу F.
Пример. B = 0,5 Тл, I = 2 А, L = 0,1 м, ток перпендикулярен полю.
F = 0,5·2·0,1·1 = 0,1 Н.
Частые ошибки:
- Забывают sin α, когда ток не перпендикулярен полю.
- Путают направление тока и поля в правиле левой руки (пальцы — по току, поле — в ладонь).
- Берут всю длину провода, хотя в поле находится только часть.
- На codechick есть учебник по магнитному полю, если нужно закрепить правило левой руки.
Простой ориентир для рамки с током в поле: на противоположные стороны рамки силы Ампера направлены в разные стороны — возникает вращающий момент, рамка поворачивается (это принцип электродвигателя). А чтобы не путать левую руку (Ампер/Лоренц) с правой (индукция) — запомни: ЛЕВАЯ рука для силы, действующей НА ток (Ампер) и на заряд (Лоренц); правило ПРАВОЙ руки — для определения направления тока индукции и поля вокруг проводника.