Пример 13. Как направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) сила Ампера, действующая на проводник 1 со стороны проводника 2 (см. рисунок), если проводники тонкие, длинные, прямые, параллельные друг другу? (I — сила тока.) Ответ запишите словом (словами).
Ответ: _____.
Средний процент выполнения — 44
В среднем результат выполнения заданий этой линии в 2021 г. составил 56%, что ниже показателя прошлого года — 61%. Это связано с тем, что наиболее простые задания на определение направления силы Кулона в этом году не использовались.
В задании необходимо было знать, как взаимодействуют сонаправленные и противоположно направленные проводники с током. Порядка 20% участников экзамена указали ответ «вниз», то есть ошиблись с направлением силы, верно определив прямую, вдоль которой она действует.
Источник (https://web-physics.ru/smf/index.php?msg=104): Демидова М.Ю., Грибов В.А. Методические рекомендации для учителей, подготовленные на основе анализа типичных ошибок участников ЕГЭ 2021 года по физике //Педагогические измерения. - 2021. - № 4. - С. 132-150.
Решение. 1 способ. Воспользоваться свойством, что если по двум параллельным проводникам ток течет в одном направлении, то проводники притягиваются, а если в противоположные стороны — то отталкиваются.
По условию токи в проводниках направлены в противоположные стороны, поэтому проводники будут отталкиваться друг от друга. Следовательно, сила Ампера на проводник 1 будет направлена вверх.
2 способ. Проведем линии индукции магнитного поля проводника 2 через проводник 1. Это будет окружность с центром в проводнике 2. По правилу правой руки (или правилу буравчика) определим направления линий индукций магнитных полей: большой палец правой руки, отставленный на 90°, направляем по току, тогда четыре согнутых пальца, обхватывающие проводник, укажут направления линий индукции магнитного поля (рис. а). Вектор индукции B2 магнитного поля, создаваемого проводником с током возле проводника 1, будет направлен к наблюдателю.
Магнитное поле проводника 2 будет действовать на проводник 1 с силой FA. Направление этой силы определим по правилу левой руки: располагаем ладонь левой руки навстречу вектору магнитной индукции — от наблюдателя; четыре вытянутых пальца направляем по направлению тока — влево, тогда отогнутый на 90° большой палец укажет направление силы Ампера — вверх (рис. б).
Ответ: вверх.