Задание 24. Три параллельных длинных прямых проводника 1, 2 и 3 расположены на одинаковом расстоянии а друг от друга (см. рисунки а и б). В каждом проводнике протекает электрический ток силой I. Токи в проводниках текут так, как показано на рисунке. Определите направление результирующей силы, действующей на проводник 1 со стороны проводников 2 и 3. Сделайте рисунок, указав в области проводника 1 векторы магнитной индукции полей, созданных проводниками 2 и 3, вектор магнитной индукции результирующего магнитного поля и вектор результирующей силы. Ответ поясните, опираясь на законы электродинамики.
Решение.
1. На проводник 1 со стороны проводников 2 и 3 действует результирующая сила, направленная вертикально вниз (см. рисунок).
2.
Вокруг проводников 2 и 3 возникает магнитное поле, линии индукции которого
являются окружностями. Направление линий индукции магнитного поля определяется
правилом буравчика (см. рисунок). Вектор магнитной индукции результирующего
магнитного поля в области проводника 1 определяется принципом суперпозиции: 
, где 
— векторы индукции
магнитных полей, созданных проводниками 2 и 3. Поскольку проводник 1 находится
на одинаковом расстоянии a от каждого из проводников 2 и 3, и по
проводникам протекают токи одинаковой силы, то 
.
3.
Из геометрических построений видно, что угол между векторами составляет 60°, а значит,
α = 30°. Следовательно, вектор индукции результирующего магнитного поля 
, созданного
проводниками 2 и 3, направлен горизонтально влево (см. рисунок).
4. Со стороны результирующего магнитного поля проводник 1 с током
действует сила Ампера 
,
направление которой определяется правилом левой руки. Таким образом,
результирующая сила, действующая на проводник 1 со стороны проводников 2 и 3,
направлена вертикально вверх.
Другие задания:
Для наших пользователей доступны следующие материалы: