Тип 21 № 9195 
Молекулярная физика−электродинамика. Качественная задача. Электричество и магнетизм
i
В одной плоскости лежат длинный прямой проводник и кольцевой проводник, по которым текут постоянные токи (см. рис.). Куда направлена суммарная сила, действующая на кольцевой проводник со стороны магнитного поля, создаваемого прямым проводником? Ответ поясните, опираясь на законы электродинамики.
Решение. 1. Прямой проводник с током создает магнитное поле, линии индукции 
которого, согласно картине этих линий, представляют собой кольца в плоскости, перпендикулярной проводнику, с центрами на проводнике (см. рис.). С ростом расстояния от проводника модуль вектора индукции уменьшается.
2. Согласно закону Ампера и условию задачи, силы, действующие на участки кольца с током со стороны магнитного поля прямого проводника, лежат в плоскости провода и кольца и направлены по радиусам внутрь кольца (см. рис.).
3. Компоненты этих сил, перпендикулярные прямому проводнику, складываются и дают некоторую суммарную силу, а параллельные ему полностью компенсируют друг друга: 
4. Из-за уменьшения индукции с ростом расстояния от прямого проводника модули сил Ампера уменьшаются, так что 
и суммарная сила направлена от прямого провода, то есть является силой отталкивания.
Ответ: суммарная сила отталкивания лежит в плоскости рисунка и направлена от прямого проводника.
Спрятать критерииКритерии проверки:| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|
| Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае: с понижением температуры удельная теплота испарения жидкостей увеличивается) и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: указание на соотношение потенциальной и кинетической энергии молекул в жидкости, на характер изменения теплового движения молекул и их скоростей и энергий при понижении температуры, на увеличение при этом различий в плотности жидкости и пара и затруднение перехода молекул из жидкости в пар). | 3 |
| Дан правильный ответ и приведено объяснение, но в решении имеются один или несколько из следующих недостатков. В объяснении не указано или не используется одно из физических явлений, свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством, явлением, определением и т. п.) И (ИЛИ) Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочет. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.). И (ИЛИ) В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. | 2 |
| Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев. Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение, но в нем не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки. ИЛИ Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на решение задачи. | 1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0 |
| Максимальный балл | 3 |
Ответ: суммарная сила отталкивания лежит в плоскости рисунка и направлена от прямого проводника.
Кольцо представляет собой электромагнит, север которого находится перед картинкой (близко к читателю), а юг - за картинкой (далеко от читателя).
Целесообразно упомянуть, что на кольцо будет действовать вращательный момент со стороны магнитного поля стержня с током.