Question

На гладком столе лежит достаточно длинный кусок гибкого провода с низким сопротивлением, подключённый в точках А и С к цепи из источника тока и ключа К. Система находится в сильном вертикальном однородном магнитном поле $\vec{B}$ , направленном вверх (см. рис. — вид сверху). Какую форму примет провод после замыкания ключа К? Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности вы использовали для объяснения.

Рисунок

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/abSiD5f3qophimmSSVCD7QahtgnXH4X5jCWOlLF5.webp)

Accepted Answer

Провод примет форму окружности (или близкую к ней)

Answer

Идея решения: на каждый элемент провода, по которому течёт ток в магнитном поле, действует сила Ампера; направление и величина этой силы зависят от ориентации участка провода относительно поля, что приводит к деформации провода.

При замыкании ключа К через провод начинает течь ток. На каждый малый элемент провода, несущий ток $I$ в магнитном поле $\vec{B}$, действует сила Ампера:

$$\vec{F} = I\vec{l} 	imes \vec{B}$$

где $\vec{l}$ — вектор, направленный вдоль элемента провода в сторону тока.

Рассмотрим два участка провода между точками А и С. На участке, расположенном слева (ток течёт в одном направлении), сила Ампера $\vec{F}_1$ направлена в одну сторону (например, вверх по рисунку). На участке справа (ток течёт в противоположном направлении относительно магнитного поля) сила Ампера $\vec{F}_2$ направлена в другую сторону (вниз по рисунку).

Под действием этих сил, ориентированных в разные стороны, гибкий провод натягивается и деформируется. Каждый элемент провода испытывает радиальную силу, направленную от центра. Провод принимает форму окружности (или близкую к ней), так как в этой конфигурации силы Ампера, действующие на разные участки, создают равномерное натяжение, уравновешивающее друг друга.

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/kO5WuqVawIxuIPxXfWYfL5d8X1AkwcMaeTn60U2P.webp)

Задание №21Электродинамика: поля и токиЕГЭ по физике