Якщо прямий провідник розмістити між полюсами постійного магніту та пропустити по провіднику струм, то він почне відхилятися від початкового положення. Рух провідника пояснюється взаємодією двох полів: магнітного поля, що створюється струмом, і поля постійного магніту.
Якщо провідник зі струмом помістити в зовнішнє магнітне поле, то воно буде впливати на провідник з силою Ампера.
Сила Ампера, що діє на провідник у магнітному полі, тим більша, що більший струм проходить провідником і що сильнішим є магнітне поле, в якому він розміщений. Також сила Ампера залежить від довжини провідника зі струмом і його розташування в магнітному полі. До речі, пригадаймо, що ділянку магнітного поля між полюсами магніту можна вважати однорідним магнітним полем, силові лінії якого паралельні.
Напрямок сили Ампера визначається за правилом лівої руки:
Вектор індукції "входить" в долоню.
Чотири пальці напрямлені за струмом.
Великий палець вказує напрям сили Ампера.
Питання для самоперевірки
1. Опишіть дослід на підтвердження того, що в магнітному полі на провідник зі струмом діє сила.
2. Дайте означення сили Ампера.
3. Від яких чинників залежить значення сили Ампера? За якою формулою її визначають?
4. Як слід розташувати провідник, щоб сила Ампера була найбільшою? У якому випадку магнітне поле не діє на провідник?
5. Сформулюйте правило для визначення напрямку сили Ампера.
6. Наведіть формулу для визначення модуля магнітної індукції.
7. Дайте означення одиниці магнітної індукції.
Задачі
1. На рисунку зображено для кількох випадків напрямок струму в провіднику та напрямок ліній магнітної індукції магнітного поля. Визначте напрямок сили Ампера для кожного випадку а-г.
2. На малюнку зображено випадки взаємодії магнітного поля постійного магніту з провідником зі струмом. Перемалюйте малюнок у зошит і позначте: у випадках а-в — напрямок сили ампера; у випадку г — напрямок струму в провіднику; у випадку д — полюси постійного магніту.
3. На малюнку зображено магнітне поле, силові лінії якого перпендикулярні до площини сторінки підручника (хрестики — поле, спрямоване від нас; кружечки — до нас). Визначте напрямок дії сили Ампера. У якому випадку магнітне поле не діє на провідник зі струмом?
4. У прямолінійному провіднику завдовжки 60 см тече струм силою 1,2 А. Провідник розташований в однорідному магнітному полі індукцією 1,5 Тл. Визначте найбільше та найменше значення сили Ампера, яка може діяти на провідник.
5. В однорідному магнітному полі індукцією 40 мТл на прямолінійний провідник зі струмом 2,5 А діє сила Ампера 60 мН. Визначте: а) якою є довжина провідника, якщо він розташований під кутом 30° до ліній магнітної індукції; б) яку роботу виконало магнітне поле, якщо під дією сили Ампера провідник перемістився на 0,5 м у напрямку цієї сили?
6. Визначте індукцію магнітного поля, якщо в ньому на провідник, по якому проходить струм силою 25 А, діє сила Ампера величиною 50 мН. Довжина активної частини провідника — 5 см. Провідник розташовано перпендикулярно до силових ліній магнітного поля.
7. З якою силою діє магнітне поле з індукцією 10 мТл на провідник, якщо сила струму в ньому 50 А, а довжина активної частини провідника 0,1 м? Провідник розташовано перпендикулярно до силових ліній магнітного поля.