Определи направление векторов индукции магнитного поля для прямого проводника с током в точках А и В.

Решение:

Для определения направления вектора магнитной индукции магнитного поля, создаваемого прямым проводником с током, используется правило правой руки. Правило гласит: если правую руку расположить так, чтобы большой палец указывал направление тока в проводнике, то остальные пальцы, обхватывающие проводник, укажут направление линий магнитной индукции.

На рисунке показан круг, который, вероятно, представляет собой линии магнитной индукции. Точки А и В расположены относительно проводника (предполагается, что проводник находится в центре круга и ток направлен вверх или вниз).

Предположим, что ток в проводнике направлен вверх:

• В точке А, которая находится справа от проводника, линии магнитной индукции будут направлены вниз (по часовой стрелке вокруг проводника).
• В точке B, которая находится слева от проводника, линии магнитной индукции будут направлены вверх (против часовой стрелки вокруг проводника).

Предположим, что ток в проводнике направлен вниз:

• В точке А, которая находится справа от проводника, линии магнитной индукции будут направлены вверх (против часовой стрелки вокруг проводника).
• В точке B, которая находится слева от проводника, линии магнитной индукции будут направлены вниз (по часовой стрелке вокруг проводника).

Так как в задании не указано направление тока, для ответа примем стандартное предположение, что ток направлен от нас (крестик) или к нам (точка). Круг на рисунке символизирует одну из линий магнитного поля. В данном случае, точки А и В расположены на одной из таких линий. Без указания направления тока, определим направление вектора индукции относительно линии. Если проводник перпендикулярен плоскости рисунка, и ток направлен к нам (точка в центре), то линии магнитного поля будут направлены против часовой стрелки. Точка А находится справа, поэтому вектор индукции будет направлен вверх. Точка B находится слева, поэтому вектор индукции будет направлен вниз.

Однако, если проводник находится в плоскости рисунка (вертикально или горизонтально), и круг является линией магнитной индукции, то для точек А и В, которые находятся на разном расстоянии от проводника, направление будет определяться по правилу правой руки. На рисунке точки А и В расположены относительно круга. Примем, что проводник является центром круга.

Если проводник расположен перпендикулярно плоскости рисунка и ток идет от нас (точка в центре):

• В точке А (справа), вектор индукции направлен вверх.
• В точке В (слева), вектор индукции направлен вниз.

Если проводник расположен перпендикулярно плоскости рисунка и ток идет к нам (точка в центре):

• В точке А (справа), вектор индукции направлен вниз.
• В точке В (слева), вектор индукции направлен вверх.

Учитывая, что точки А и В расположены на диаметрально противоположных сторонах относительно центра, а круг представляет собой линию магнитной индукции, и если предположить, что проводник расположен перпендикулярно плоскости рисунка, то:

При токе, направленном от нас (в центр круга):

• В точке А, вектор индукции направлен вверх.
• В точке В, вектор индукции направлен вниз.

При токе, направленном к нам (из центра круга):

• В точке А, вектор индукции направлен вниз.
• В точке В, вектор индукции направлен вверх.

Если предположить, что проводник находится в плоскости рисунка и ток идет вертикально вверх, то:

• В точке А (справа), вектор индукции направлен к нам (из плоскости).
• В точке В (слева), вектор индукции направлен от нас (в плоскость).

Если предположить, что проводник находится в плоскости рисунка и ток идет вертикально вниз, то:

• В точке А (справа), вектор индукции направлен от нас (в плоскость).
• В точке В (слева), вектор индукции направлен к нам (из плоскости).

Исходя из контекста задания, где спрашивается «вниз или вверх», наиболее вероятно, что проводник перпендикулярен плоскости рисунка. Так как изображение симметрично относительно вертикальной оси, и точки А и В расположены горизонтально, то направления индукции в этих точках будут противоположны. Без указания направления тока, принимаем стандартный случай, где ток направлен от нас (точка в центре).

В точке А — вверх

В точке В — вниз

Если ток в проводнике направлен к нам (точка в центре):

В точке А — вниз

В точке В — вверх

На изображении нет стрелки, указывающей направление тока. Круг может быть одной из линий индукции. Без четкого указания направления тока, задание неоднозначно. Однако, если принять, что круг представляет собой линии магнитного поля, и точки А и В находятся на одной из этих линий, то направление вектора индукции будет касательным к линии в данной точке. Если ток направлен вверх, то в точке А (справа) направление будет вниз, а в точке В (слева) — вверх. Если ток направлен вниз, то в точке А — вверх, а в точке В — вниз.

Принимаем, что проводник находится в центре, перпендикулярен плоскости, и ток направлен от нас.

В точке А — вверх.

В точке В — вниз.