Давайте разберём задачу с рамкой, находящейся в однородном магнитном поле.
Условия и анализ
Мы имеем рамку, в которой протекает ток, и эта рамка расположена в однородном магнитном поле. Необходимо определить направление силы, действующей на сторону \( ab \) рамки со стороны магнитного поля.
Формула для силы Лоренца, действующей на проводник с током в магнитном поле, записывается как: \[ \vec{F} = I \cdot (\vec{l} \times \vec{B}) \] где:
- \( I \) — сила тока,
- \( \vec{l} \) — вектор, направленный вдоль проводника в направлении тока,
- \( \vec{B} \) — вектор магнитной индукции,
- \( \times \) обозначает векторное произведение.
Определим направление силы
Правило правой руки для векторного произведения:
Представьте, что вы держите указательный палец вдоль вектора \( \vec{l} \) (направление тока), а средний палец вдоль вектора \( \vec{B} \) (направление поля). Тогда большой палец укажет направление силы.Направления на рисунке:
- Ток идёт вправо по стороне \( ab \).
- Магнитное поле направлено перпендикулярно плоскости рисунка (по стрелкам, выходящим из листа).
Применяем правило правой руки:
- Повернув ладонь так, чтобы указательный палец указывал вправо (вдоль \( ab \)), а средний палец вверх (в направлении поля, выходящего из бумаги), большой палец указывает вертикально вниз.
Ответ
Сила, действующая на сторону \( ab \), направлена перпендикулярно плоскости чертежа, вниз.
Правильный ответ: 4) Вертикально вниз, в плоскости чертежа.