4. Тип 4 № 1725 i Подковообразный магнит поднесли к длинному прямому медному проводу (провод расположен перпендикулярно плоскости рисунка). При пропускании по этому проводу электрического тока 1 в направлении «к нам» провод начинает смещаться влево. В каком направлении будет сме- щаться провод, если поменять полюса магнита местами, оставив направ- ление тока в проводе прежним? Ответ кратко обоснуйте.

Решение:

На проводник с током, помещённый в магнитное поле, действует сила Ампера. Направление этой силы определяется правилом левой руки.

Исходная ситуация:

На рисунке показано, что провод смещается влево, когда ток течет "к нам", а северный полюс (N) магнита находится снизу, а южный (S) – сверху. Сила Ампера действует в направлении, перпендикулярном и направлению тока, и направлению вектора магнитной индукции.

Правило левой руки для исходной ситуации:

1. Левая рука раскрыта так, чтобы силовые линии магнитного поля входили в ладонь.
2. Четыре вытянутых пальца показывают направление тока (в данном случае "к нам").
3. Отставленный большой палец покажет направление силы Ампера, которая будет действовать на проводник.

Если провести анализ по правилу левой руки для исходных условий (ток "к нам", N снизу, S сверху), то сила Ампера действительно будет направлена влево.

Изменение условий:

Теперь поменяем полюса магнита местами: северный полюс (N) будет сверху, а южный (S) – снизу. Направление тока в проводе остаётся прежним – "к нам".

Применение правила левой руки к новым условиям:

1. Левая рука раскрыта так, чтобы силовые линии магнитного поля входили в ладонь. Теперь силовые линии от N (сверху) идут вниз, к S (снизу). То есть, ладонь должна быть ориентирована так, чтобы силовые линии входили в неё сверху.
2. Четыре вытянутых пальца по-прежнему показывают направление тока ("к нам").
3. Большой палец, указывающий направление силы Ампера, теперь будет направлен вправо.

Обоснование:

Изменение положения полюсов магнита меняет направление вектора магнитной индукции ($$B$$) в месте расположения провода. В исходной ситуации силовые линии шли от N к S, пронизывая проводник. При смене полюсов направление магнитного поля изменится на противоположное. Согласно правилу левой руки, изменение направления магнитного поля при неизменном направлении тока приводит к изменению направления силы Ампера на противоположное.

Ответ: Провод будет смещаться вправо.