ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
При решении задач на магнитное иоле тока нужно уметь с помощью правила левой руки определять направление силы Ампера при заданных направлениях тока и магнитной индукции (или направление тока по заданному направлению силы Ампера и магнитной индукции). Нужно уметь также определять направление силы Лоренца. Направление магнитной индукции тока определяется по правилу буравчика.
Решение задач с применением закона Ампера и использованием выражения для силы Лоренца нужно проводить так же, как
Рис. 233
и решение задач механики. Нужно только, кроме механических сил, принимать во внимание силу Ампера (11.4) или силу Лоренца (11.7).
1. Прямолинейный провод с током расположен над полюсами дугообразного магнита (рис. 233, а). Провод может свободно перемещаться во всех направлениях. Как будет двигаться этот провод?
Решен и е. Найдем направление векторов магнитной индукции в различных точках и применим правило левой руки. Провод будет поворачиваться в горизонтальной плоскости, а также втягиваться в пространство между полюсами магнита (рис. 233, б).
2. Прямоугольная рамка с током, изображенная на рисунке 234, имеет следующие размеры: 
см; 
см. Сила тока в рамке 
Индукция магнитного поля 
составляет угол 
с нормалью к рамке. Определить момент 
действующих на рамку со стороны магнитного поля.
Решение. На рисунке 235 показан вид сверху на сечение рамки горизонтальной плоскостью. В соответствии с правилом левой руки на стороны рамки длиной 
действует пара сил 
перпендикулярных вектору В, которая создает вращающий момент относительно оси, проходящей через середину рамки. Силы, действующие на стороны длиной а согласно правилу левой руки, лишь растягивают рамку.
По закону Ампера 
. Плечо каждой из этих сил равно: 
Суммарный момент сил будет равен: 
где 
— площадь рамки. При 
момент сил будет максимальным и совпадет со значением М из формулы (11.1), которая была введена в качестве определения модуля вектора магнитной индукции.
Подставляя числовые значения величин, получим: 
3. В пространстве, где существуют одновременно однородные и постоянные электрическое и магнитное поля, по прямолинейной траектории движется протон. Известно, что напряженность электрического поля равна 
Какова индукция В магнитного поля?
Рис. 234
Рис. 235
Рис. 236
Рис. 237
Решение. Прямолинейное движение протона возможно в двух случаях:
1) Вектор Е направлен вдоль траектории протона. Тогда вектор В также должен быть направлен вдоль траектории и его модуль может быть любым, так как магнитное поле на частицу не будет действовать.
2) Векторы 
и 
взаимно перпендикулярны и сила, действующая на протон со стороны электрического поля, равна по модулю и противоположна по направлению силе Лоренца, действующей на протон со стороны магнитного поля (рис. 236). Так как 
то 
Упражнения 14
(см. скан)
