Два провода (4 балла). На рисунке изображены два… (физика)

№ Магнитное поле двух параллельных проводов с током

Два провода (4 балла). На рисунке изображены два длинных параллельных провода, по которым течёт электрический ток в указанных направлениях. Силы тока в обоих проводниках равны. В точке $A$ измеряют индукцию создаваемого этими токами магнитного поля. Затем проводник 2 начинают сдвигать в направлении, указанном чёрной стрелкой вдоль окружности с центром в точке $A$ , которая изображена на рисунке пунктиром, а проводник 1 остаётся неподвижным. Каким образом будет при этом изменяться индукция магнитного поля в точке $A$ ? Проводник проходит дугу меньше $9 0^{\circ}$ . (На рисунке: ток в проводнике 1 направлен от нас, в проводнике 2 — к нам, угол при $A$ между направлениями на проводники $α < 9 0^{\circ}$ .)

Варианты ответа:

Индукция магнитного поля в точке A будет увеличиваться и поворачиваться вслед за проводником 2.
Индукция магнитного поля в точке A будет уменьшаться и поворачиваться вслед за проводником 2.
Индукция магнитного поля в точке A будет увеличиваться, и поворачиваться в противоположную сторону по отношению к проводнику 2.
Индукция магнитного поля в точке A будет уменьшаться, и поворачиваться в противоположную сторону по отношению к проводнику 2.
Индукция магнитного поля в точке A будет оставаться неизменной по величине, но будет поворачиваться вслед за проводником 2.
Индукция магнитного поля в точке A будет оставаться неизменной по величине, но будет поворачиваться в противоположную сторону по отношению к проводнику 2.

Решение

Проводник движется по окружности с центром в , поэтому расстояния от до обоих проводов остаются равными . Тогда модули индукций от каждого провода не меняются:

Направление: вектор каждого провода перпендикулярен прямой, соединяющей провод с точкой (правило буравчика). Токи направлены противоположно, поэтому повёрнут относительно направления «от провода к » на по часовой стрелке, а — относительно направления «от провода к » на против часовой стрелки.

Введём координаты: в начале, провода ниже на расстоянии от неё. Для симметричного положения при угле между направлениями на провода: и направлены вниз и в стороны, угол между ними равен . Тогда

При сдвиге провода угол растёт (от текущего значения до значения меньше ), и при возрастает. Значит, увеличивается.

Направление: неподвижен, поворачивается в ту же сторону, что и провод (против часовой стрелки вокруг ). Суммарный вектор направлен вдоль биссектрисы между и , поэтому поворачивается в ту же сторону, что и провод , то есть вслед за ним.

💡 Почему так

Модули полей от проводов постоянны (расстояния не меняются), а результирующая индукция равна и растёт с ростом угла . Вектор суммы лежит на биссектрисе углов между и и следует за вращающимся .

Ответ

— индукция в точке A увеличивается и поворачивается вслед за проводником .

Помогло?

Два провода (4 балла). На рисунке изображены два длинных параллельных провода…