Задание №10 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения данной задачи необходимо определить направление линий магнитной индукции вокруг проводника с током и сопоставить его с ориентацией магнитных стрелок.

1) Определение направления линий магнитного поля.
Вокруг прямого проводника с током возникает магнитное поле, силовые линии которого представляют собой концентрические окружности. Направление этих линий определяется по правилу правой руки (или правилу буравчика).
По условию ток $I$ течёт «от наблюдателя» (обозначен крестиком в кружке, что символизирует оперение улетающей стрелы). Согласно правилу правой руки: если направить большой палец правой руки по направлению тока (от себя), то четыре согнутых пальца укажут направление линий магнитной индукции. В данном случае линии направлены по часовой стрелке.

2) Взаимодействие магнитной стрелки с полем.
Магнитная стрелка в каждой точке пространства устанавливается вдоль касательной к линии магнитной индукции. При этом северный полюс стрелки ($N$, обычно закрашенный тёмным цветом) должен указывать в ту же сторону, куда направлен вектор магнитной индукции $\vec{B}$ в данной точке.

3) Анализ положений стрелок:
Поскольку линии поля направлены по часовой стрелке:
— В верхней точке (стрелка 1) вектор $\vec{B}$ направлен вправо. Северный полюс должен смотреть вправо.
— В правой точке (стрелка 2) вектор $\vec{B}$ направлен вниз. Северный полюс должен смотреть вниз.
— В нижней точке (стрелка 3) вектор $\vec{B}$ направлен влево. На рисунке мы видим, что тёмный (северный) полюс стрелки 3 направлен именно влево. Это соответствует направлению линий магнитного поля.
— В левой точке (стрелка 4) вектор $\vec{B}$ направлен вверх. Северный полюс должен смотреть вверх.

Таким образом, только стрелка под номером 3 ориентирована правильно в соответствии с направлением магнитного поля проводника.

Ответ: 3

Источник: ФИПИ