Параграф 55 Физика 8 класс Пёрышкин | Конспект

Действие магнитного поля на проводник с током. Правило левой руки

Когда проводник с током помещается в магнитное поле, на него начинает действовать сила, называемая силой Ампера. Это сила перпендикулярна как направлению тока, так и линиям магнитного поля. Направление силы можно определить с помощью правила левой руки: если расположить левую руку так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь, а четыре пальца указывали направление тока, то отставленный на 90 градусов большой палец покажет направление силы, действующей на проводник. Этот эффект возникает из-за взаимодействия магнитного поля с движущимися зарядами в проводнике. Таким образом, направление силы зависит от направления тока и ориентации проводника в магнитном поле.

Изменение направления силы Ампера

Если изменить направление тока в проводнике, сила Ампера изменит свое направление на противоположное (рис. 144, а и б). Это показывает, что сила зависит от полярности тока и ориентации проводника. Изменение направления магнитного поля также приведет к изменению направления силы. Этот эффект можно наблюдать в опытах с рамкой из медного проводника, которая свободно подвешена между полюсами магнита. При замыкании цепи сила Ампера действует на рамку, заставляя ее отклоняться от вертикального положения. Когда направление тока меняется, рамка отклоняется в противоположную сторону, что доказывает зависимость силы от направления тока и поля.

Правило левой руки

Правило левой руки позволяет определить направление силы, действующей на проводник. Если линии магнитного поля входят в ладонь, а пальцы указывают направление тока, то большой палец показывает направление силы (рис. 146). Это правило помогает понять взаимодействие проводника с магнитным полем и предсказать движение проводника. В этом случае движение происходит перпендикулярно и направлено либо вверх, либо вниз, в зависимости от ориентации поля. Это свойство используют в электрических двигателях и магнитных устройствах для управления движением проводников.

Применение правила левой руки к движению заряженных частиц

Правило левой руки можно применять не только к проводникам, но и к отдельным заряженным частицам, движущимся в магнитном поле. Положительно заряженная частица, двигаясь в магнитном поле, испытывает силу, направление которой можно определить по правилу левой руки (рис. 147). Если заряд отрицательный, то направление силы будет противоположным. Это правило используется для управления пучками частиц в ускорителях и магнитных ловушках. В этих устройствах магнитное поле отклоняет траекторию заряженных частиц, изменяя их движение.

Зависимость силы Ампера от угла между током и полем

Сила, действующая на проводник или заряженную частицу, зависит от угла между направлением тока (или движения частицы) и магнитным полем. Если проводник расположен параллельно линиям магнитного поля, сила Ампера равна нулю (рис. 148). Это означает, что магнитное поле не действует на проводник, если ток и поле направлены в одном направлении. Если угол между током и полем увеличивается, сила возрастает и достигает максимума, когда ток перпендикулярен полю. Это свойство силы Ампера используют для создания вращающихся движений в электрических двигателях и генераторах.