Рамку с постоянным током удерживают неподвижно в поле полосового магнита (см. рис.). Полярность подключения источника тока к выводам рамки показана на рисунке. Как будет двигаться рамка на неподвижной оси MО, если рамку не удерживать?
Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения. Считать, что рамка испытывает небольшое сопротивление движению со стороны воздуха.
Решение:
Перейдём к поэтапному разбору.
- Так как магнит создаёт магнитное поле, то на проводник с током будет действовать сила Ампера. Рассмотрим сечение рамки в исходном положении. Так в начальном положении ток в левом звене будет направлен к нам, а в правом от нас. Тогда сила Ампера, действующая на правое звено будет направлена вверх, а на левое вниз.
- Эти силы будут создавать общий момент силы Ампера , который приведёт рамку во вращательно движение по часовой стрелке.
- Вспомним, что сила ампера зависит от угла между веркторм магнитной идукциии и проводником . И так как рамка вращается по часовой стрелке, то этот угол будет уменьшаться от до , значит модуль каждой силы ампера будет уменьшаться.
- В момент когда угол рамка остановиться, т.е. рамка устанавливается перпендикулярно оси магнита так, что контакт «+» оказывается внизу. И малейших колебаниях рамки силы Ампера будут удерживать ей в этом положении.