Задание №10 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

1. Анализ начального состояния: На рисунке изображён проводник 1, расположенный перпендикулярно плоскости чертежа, и магнитная стрелка справа от него. В отсутствие тока в проводнике стрелка ориентирована вдоль линий магнитного поля Земли. На рисунке северный полюс стрелки $N$ направлен вниз, а южный $S$ — вверх.

2. Определение направления магнитного поля тока: Когда по проводнику пропускают ток, вокруг него возникает магнитное поле. Линии магнитной индукции прямого проводника с током представляют собой концентрические окружности. Направление вектора магнитной индукции $B$ определяется по правилу правой руки (или правилу буравчика): если направить большой палец правой руки по току (в данном случае — «к наблюдателю», из плоскости чертежа), то четыре согнутых пальца укажут направление линий магнитного поля.

3. Применение правила к задаче: Для тока, направленного «к нам», линии магнитного поля направлены против часовой стрелки. В точке, где находится магнитная стрелка (справа от проводника), касательная к окружности, направленная против часовой стрелки, будет смотреть вертикально вверх.

4. Взаимодействие стрелки с полем: Магнитная стрелка в сильном магнитном поле устанавливается так, чтобы её северный полюс $N$ указывал направление вектора магнитной индукции $B$. Поскольку поле тока в данной точке направлено вверх, северный полюс стрелки $N$ должен повернуться и смотреть вверх.

5. Расчёт угла поворота: Изначально северный полюс $N$ смотрел вниз. После включения тока он должен смотреть вверх. Переход из положения «вниз» в положение «вверх» соответствует повороту на половину полной окружности, то есть на $180^{\circ}$.

Ответ: 180

Источник: ФИПИ