Меню

Индукция магнитного тока инфоурок

Индукция магнитного поля. Магнитный поток

Урок 35. Физика 9 класс

Доступ к видеоуроку ограничен

Конспект урока «Индукция магнитного поля. Магнитный поток»

Науку часто смешивают с знанием.

Это глубокое недоразумение.

Наука есть не только знание,

но и сознание, т.е. умение пользоваться знанием.

Василий Осипович Ключевский.

В прошлой теме речь шла о магнитных линиях, о действиях магнитного поля, о его свойствах.

Вспомним основные понятия, связанные с магнитным полем.

Магнитное поле — это силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды.

Магнитные линии — это воображаемые линии, вдоль которых расположились бы маленькие магнитные стрелки, помещенные в магнитное поле.

Так же напомним, что направление линий магнитного поля будет зависеть от направления тока в проводнике.

Это направление можно определить с помощью правила буравчика: если поворачивать головку винта так, чтобы поступательное движение острия винта происходило вдоль тока в проводнике, то направление вращения головки указывает направление линий магнитного поля тока.

В данной теме речь пойдёт о количественных характеристиках магнитного поля.

Известно, что одни магниты создают в пространстве более сильные поля, чем другие.

Рассмотрим простой пример. Возьмем два полосовых магнита и поместим их над кучкой железных опилок и гвоздей. Как видно из опыта, сила притяжения к первому магниту оказалась достаточной для преодоления силы тяжести гвоздей, а сила притяжения ко второму — нет.

Какой же величиной можно охарактеризовать магнитное поле? Магнитное поле характеризуется векторной физической величиной, которая обозначается B и называется индукцией магнитного поля (или магнитной индукцией).

Индукция магнитного поля — одна из важнейших количественных характеристик магнитного поля.

Что это за величина?

Рассмотрим следующий опыт. По проводнику протекает ток в направлении «от нас». Линии магнитного поля выходят из северного полюса магнита и входят в его южный полюс. Тогда, согласно правилу левой руки, о котором говорилось в прошлой теме, на проводник будет действовать сила со стороны магнитного поля, и эта сила будет направлена вниз. Таким образом, равновесие будет нарушаться, а величину вклада такой силы можно измерять при помощи разновесов, которые можно добавить на чашу на противоположном конце весов.

В результате многочисленно повторенных опытов было установлено, что сила, действующая на проводник, зависит от:

– самого магнитного поля магнита — более мощный магнит действует на данный проводник с большей силой;

– силы тока, протекающего по проводнику,

длины самого проводника.

В результате таких опытов, проведенных Ампером и Араго в начале XIX в., было определено, что отношение максимальной действующей силы на проводник с током к силе тока в проводнике и длине проводника остаётся постоянной для этого магнитного поля, и именно она характеризует данное магнитное поле. Поэтому было введено понятие вектора магнитной индукции, как силовой характеристики магнитного поля.

Магнитная индукция — это векторная физическая величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля, численно равная отношению модуля силы, с которой магнитное поле действует на расположенный перпендикулярно магнитным линиям проводник с током, к силе тока в проводнике и его длине.

Единицей измерения магнитной индукции в системе СИ является Тл (Тесла) в честь югославского электротехника Николы Тесла.

1 Тесла — это магнитная индукция такого однородного магнитного поля, в котором на контур с единичным магнитным моментом действует единичный вращающий момент.

Магнитная индукция полностью характеризует магнитное поле. В каждой точке может быть найден ее модуль и направление.

До сих пор для графического изображения магнитных полей использовались линии, которые условно называли магнитными линиями или линиями магнитного поля. Теперь можно уточнить их название и дать определение этих линий.

Более точное название магнитных линий — это линии магнитной индукции (или линии индукции магнитного поля).

Линиями магнитной индукции называются линии, касательные к которым в каждой точке поля совпадают с направлением вектора магнитной индукции.

Данное определение линий магнитной индукции можно пояснить с помощью рисунка. На нем кружочком с точкой изображен проводник с током, расположенный перпендикулярно к плоскости чертежа. Окружность вокруг проводника представляет собой одну из линий индукции магнитного поля, созданного протекающим по проводнику током.

Видно, что проведенные к этой окружности касательные в любой точке совпадают с вектором магнитной индукции.

Так как в каждой точке магнитное поле характеризуется определенным значением индукции, то через каждую точку поля можно провести линию магнитной индукции и, причем, только одну. При этом линии магнитной индукции замкнуты и не пересекаются.

Теперь, пользуясь термином «магнитная индукция», дадим более строгое определение однородного и неоднородного магнитных полей. Для этого обратимся к рисункам.

В изображенном на рисунке однородном магнитном поле (линии магнитной индукции которого расположены параллельно друг другу и с одинаковой густотой) вектор магнитной индукции во всех произвольно выбранных точках поля одинаков как по модулю, так и по направлению.

Сравним это поле с двумя неоднородными полями: полем постоянного полосового магнита и полем тока, протекающего по прямолинейному участку проводника.

Легко заметить, что в неоднородных полях, в отличие от однородного, вектор магнитной индукции меняется от точки к точке.

Т.о. магнитное поле называется однородным, если во всех его точках магнитная индукция одинакова. В противном случае поле называется неоднородным.

Для объяснения опытов, которые будут проводиться в дальнейшем, нам необходимо ввести еще одну физическую величину — магнитный поток.

Под словом «поток» понимают в обыденной жизни — это, например, поток воды или поток воздуха.

Возьмем кусок плотной бумаги с отверстием. Подуем в отверстие, подставив руку с обратной стороны листа. Сильнее дуем — больше поток воздуха. Будем дуть с такой же силой, но часть отверстия прикроем — поток уменьшится. И наконец, если плоскость листа бумаги поставим параллельно направлению потока выдуваемого воздуха, рука практически не почувствует влияние воздушного потока.

Аналогично и с магнитным потоком. При усилении магнитного поля количество силовых линий возрастает, следовательно, возрастает и магнитный поток.

Уменьшение площади контура при неизменной индукции магнитного поля приводит к уменьшению числа линий, пронизывающих контур и, следовательно, к уменьшению магнитного потока.

Поворот контура также приводит к изменению числа линий, пронизывающих замкнутый контур.

Если же плоскость контура параллельна линиям магнитной индукции, то поток сквозь него равен 0.

Согласно определению (которое дается в курсе физики старших классов) магнитный поток через плоскую поверхность — это скалярная физическая величина, численно равная произведению модуля магнитной индукции на площадь поверхности, ограниченной контуром, и на косинус угла между нормалью к поверхности и магнитной индукцией.

В системе СИ единицей магнитного потока является Вб (вебер).

1 вебер — это магнитный поток однородного магнитного поля с индукцией 1 Тл через перпендикулярную ему поверхность площадью 1 м 2 .

Читайте также:  Напряжение мощность сила тока холодильника

Основные выводы:

– Магнитная индукция — это векторная физическая величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля, численно равная отношению модуля силы, с которой магнитное поле действует на расположенный перпендикулярно магнитным линиям проводник с током, к силе тока в проводнике и его длине.

– Единицей измерения магнитной индукции в системе СИ является Тл (Тесла).

– Магнитная индукция полностью характеризует магнитное поле. В каждой точке может быть найден ее модуль и направление.

– Магнитный поток через плоскую поверхность — это скалярная физическая величина, численно равная произведению модуля магнитной индукции на площадь поверхности, ограниченной контуром, и на косинус угла между нормалью к поверхности и магнитной индукцией.

Источник

Изучение темы «Индукция магнитного поля. Явление электромагнитной индукции» в помощь учителю физики
методическая разработка по физике (9 класс)

Урок построен с использованием технологии «критическое мышление». Материал делится на смысловые единицы, передача каждой из которых строится в цикле «вызов – осмысление – рефлексия». Для организации деятельности используется прием «бортовой журнал»

Главным дидактическим материалом на этом уроке является основополагающие вопросы: Как объяснить увиденные факты? Где мы можем их применить? Эти вопросы инициируют исследовательскую деятельность.

Скачать:

Вложение Размер
urok_elektromagn_induktsiya.docx 30.22 КБ

Предварительный просмотр:

Изучение темы « Индукция магнитного поля. Явление электромагнитной индукции»

Учебник: Физика 9 авт. Перышкин А.В. , Гутник Е.М.

  1. Конкретизировать и расширить представления учащихся о магнитном поле;
  2. Раскрыть сущность явления электромагнитной индукции.
  1. Гальванометр;
  2. Постоянный магнит;
  3. Электромагнит;
  4. Резистор;
  5. Источник тока;
  6. Соединительные провода;
  7. Мелкие металлические предметы.

Материал делится на смысловые единицы, передача каждой из которых строится в цикле «вызов – осмысление – рефлексия». Для организации деятельности используется прием «бортовой журнал»

Урок начинается с объявление темы.

на стадии вызова используются вопросы и задания:

  • все ли магниты создают в пространстве одинаковые магнитные поля?
  • от каких величин зависит сила, действующая со стороны магнитного поля?

Вопросы записываются на доске. Предположительные ответы также записываются на доске.

Далее следует первая часть лекции.

Вы наверняка замечали, что одни магниты создают в пространстве более сильные поля, чем другие. (Продемонстрировать 2 магнита: находясь на одинаковых расстояниях от железных предметов (например, гвоздей) один притянул больше, чем другой). Вывод: сила притяжения к первому магниту оказалась достаточной для преодоления силы тяжести гвоздей, а сила притяжения ко второму – нет. Магнитное поле действует также и на проводник с током. От чего зависит эта сила? опыты показывают, что модуль этой силы зависит от:

  • Самого магнитного поля (более мощный магнит действует на тот же проводник с большей силой);
  • длины проводника;
  • от силы тока в этом проводнике.

но оказывается, что отношение силы к длине проводника и силе тока для данного магнитного поля есть величина постоянная:

Она не зависит ни от I , ни от L , а зависит только от данного магнитного поле, поэтому мажет служить его характеристикой. Называется эта характеристика вектор магнитной индукции

единицы измерения названы в честь югославского физика Николы Тесла

Познакомившись с численной характеристикой магнитного поля можно дать более точное определение графическому изображению поля, а именно силовым линиям . Более точное название – линии магнитной индукции

линии магнитной индукции – это линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора магнитной индукции.

О значении модуля вектора магнитной индукции можно судить по густоте линий магнитной индукции. Чем линии расположены гуще, тем вектор магнитной индукции больше.

Если поле однородное, то линии магнитного поля параллельны друг другу и расположены с одинаковой густотой, значит, вектор магнитной индукции в любой точке будет иметь одинаковые значения, как по модулю, так и по направлению

В неоднородных полях вектор магнитной индукции меняется от точки к точке (направление и модуль одинаково важны для вектора).

Примеры однородный магнитных полей: магнитное поле внутри постоянного магнита, внутри катушки с током. Примеры неоднородных магнитных полей: магнитное поле постоянного магнита, поле вокруг проводника с током

На первой стадии рефлексии суммируется информация, полученная на стадии вызова и осмысления.

На стадии вызова учащимися предлагается просмотреть рекламу явления электромагнитной индукции, которая заранее подготовлена при помощи трех учеников.

Перед классом стоят две девушки. Мимо них туда и обратно ходит юноша. Когда юноша подходит к одной из девушек, та хватается за сердце, протягивает ему руку, но увидев, что он удостоил ее вниманием и остановился, она опускает руку и отворачивается. Около демонстрационного стола стоит другая девушка, которая имитирует движения юноши при помощи магнита (проносит магнит над катушкой, соединенной с гальванометром. В момент остановки юноши она останавливает магнит.

Юноша: Что вы делаете?

Девушка: Моделирую ваши действия. Когда я несу магнит над катушкой, в ней возникает ток, причем, чем быстрее несу, тем ток больше. Но стоит мне остановить магнит, как ток пропадает. Совсем как у вас с этой девушкой.

Юноша: Но почему они себя так ведут – эта девушка и эта катушка?

Девушка: На счет девушки догадываюсь, но не хочу вас обижать, а с катушкой все просто: она реагирует не на любое магнитное поле, а только на переменное. В ней возникает ток, когда меняется пронизывающий ее магнитный поток. Это явление называется явлением электромагнитной индукции.

Юноша: Понимаю. Видимо эта девушка тоже реагирует на переменное поле и боится постоянства. Но тогда зачем, же я трачу время? Какая мудрая эта ваша наука!

Девушка: Если хотите глубже понять, что такое любовь…

Юноша: Если не хотите ошибаться в жизни…

Вместе: Пользуйтесь явлением электромагнитной индукции

Самый важный факт, который удалось обнаружить – это теснейшая связь между электрическим и магнитным полями. Изменяющееся во времени электрическое поле порождает магнитное и наоборот. Без этой связи между полями разнообразие проявлений электромагнитных сил не было бы столь обширным, каким является на самом деле. Не существовало бы ни радиоволн, ни света. Решающий шаг в открытии новых свойств электромагнитных взаимодействий был сделан английским физиком Майклом Фарадеем. Электрический ток, рассуждал Фарадей, способен намагнитить кусок железа. Не может ли магнит в свою очередь вызвать появление электрического тока? Долго эту связь обнаружить не удавалось. Трудно было догадаться, что именно движущийся магнит или меняющееся во времени магнитное поле может возбудить электрический ток в катушке. Многие физики (А.Ампер, Колладон) пытались получить электрический ток в катушке при помощи магнита. На гальванометр находился в соседней комнате.

Сейчас мы повторим эти опыты:

  1. Опыт с катушкой и магнитом (меняя число витков, ток меняется);
  2. Опыт с двумя катушками;
  3. Опыт с реостатом;
  4. Ток возникает при замыкании и размыкании цепи.

Это явление получило название явление электромагнитной индукции

явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводящем контуре, который либо покоится в переменном магнитном поле, либо движется в постоянном магнитном поле

Индукционный ток ничем не отличается от тока, созданного любым другим источником, которые мы изучали в 8 классе. Слово «индукционный» говорит только о способе его создания.

дата этого открытия точно известна – 29 августа 1831 года. Это открытие легло в основу устройства генераторов всех электростанций мира, превращающих механическую энергию в электрическую.

В качестве итоговой рефлексии предлагаю написать синквейн на тему «Явление электромагнитной индукции»

Источник

Презентация по физике на тему «Индукция магнитного поля» (9 класс)

Индукция магнитного поля 9 класс

Описание презентации по отдельным слайдам:

Индукция магнитного поля 9 класс

Повторение Правило буравчика: если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий магнитного поля тока.

Повторение Правило правой руки: если обхватить соленоид ладонью правой руки, направив четыре пальца по направлению тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида.

Повторение Правило левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по току, то отставленный на 90° большой палец покажет направление действующей на проводник силы.

Повторение Определите направление силы, действующей на проводник с током со стороны магнитного поля. F

Повторение Правило левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по движению положительно заряженной частицы (или против движения отрицательно заряженной), то отставленный на 90° большой палец покажет направление действующей на частицу силы.

Индукция магнитного поля

Действие магнитного поля на рамку с током

l F зависит от свойств поля 1 – легкая катушка 2 – неподвижная катушка 3 – динамометр

Магнитное поле характеризуется магнитной индукцией В

В Индукция магнитного поля измеряется силой, с которой магнитное поле действует на единицу длины проводника, по которому проходит ток в 1 А.

Модуль вектора магнитной индукции В равен отношению модуля силы F, с которой магнитное поле действует на расположенный перпендикулярно магнитным линиям проводник с током, к силе тока I в проводнике и его длине l.

Единица магнитной индукции – 1 Тесла

Линиями магнитной индукции называются линии, касательные к которым в каждой точке поля совпадают с направлением вектора магнитной индукции.

Закрепление 1. По какой формуле определяется модуль вектора магнитной индукции однородного магнитного поля? Выберите правильное утверждение. А. B = F∙I∙l Б. В. F = B∙I∙l

Закрепление 2. Силовой характеристикой магнитного поля является… Выберите правильное утверждение. А. … магнитный поток. Б. … сила, действующая на проводник с током. В. … вектор магнитной индукции.

Закрепление 3. Единицей измерения магнитной индукции в СИ является… Выберите правильное утверждение. А. … тесла. Б. … джоуль. В. … ампер.

Закрепление 4. Линии магнитной индукции отличаются от линий электростатического поля тем, что они… Выберите правильное утверждение. А. … пересекаются друг с другом. Б. … замкнуты. В. … начинаются на южном полюсе магнита.

Решите задачи: Какова индукция магнитного поля, в котором на проводник с длиной активной части 5 см действует сила 50 мН? Сила тока в проводнике 25 А. Проводник расположен перпендикулярно линиям индукции магнитного поля. На прямой проводник длиной 0,5 м, расположенный перпендикулярно силовым линиям поля с индукцией 0,02 Тл, действует сила 0,15 Н. Найти силу тока, протекающего по проводнику.

Решите задачи: Какая сила действует со стороны однородного магнитного поля с индукцией 30 мТл на находящийся в поле прямолинейный провод длиной 50 см, по которому идет ток 12 А? Провод образует прямой угол с направлением вектора магнитной индукции поля. Магнитное поле индукцией 10 мТл действует на проводник, в котором сила тока равна 50 А, с силой 50 мН. Найдите длину проводника, если линии индукции поля и ток взаимно перпендикулярны.

Домашнее задание: § 47, упр. 37

  • Все материалы
  • Статьи
  • Научные работы
  • Видеоуроки
  • Презентации
  • Конспекты
  • Тесты
  • Рабочие программы
  • Другие методич. материалы

Номер материала: ДВ-053248

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник



Физика. 11 класс

Конспект урока

Физика, 11 класс

Урок 3. Магнитная индукция. Действие магнитного поля на проводник и движущуюся заряжённую частицу

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1) магнитное поле;

2) вектор магнитной индукции, линии магнитной индукции;

3) сила Ампера, сила Лоренца;

4) правило буравчика, правило левой руки.

Глоссарий по теме

Магнитная индукция – векторная величина, характеризующая величину и направление магнитного поля.

Сила Ампера – сила, действующая со стороны магнитного поля на проводник с током.

Сила Лоренца – сила, действующая со стороны магнитного поля на движущую частицу с зарядом.

Правило «буравчика» — правило для определения направления магнитного поля проводника с током.

Правило левой руки – правило для определения направления силы Ампера и силы Лоренца.

Соленоид – проволочная катушка.

Рамка с током – небольшой длины катушка с двумя выводами из скрученного гибкого проводника с током, способная поворачиваться вокруг оси, проходящей через диаметр катушки.

Основная и дополнительная литература по теме урока

Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Чаругин В.М. Физика.11 класс. Учебник для общеобразовательных организаций. М.: Просвещение, 2014. – С. 3 – 20

2. А.П. Рымкевич. Сборник задач по физике. 10-11 классы. — М: Дрофа, 2009. – С.109 — 112

Основное содержание урока

Магнитное поле – особый вид материи, которая создаётся электрическим током или постоянными магнитами. Для демонстрации действия и доказательства существования магнитного поля служат магнитная стрелка, способная вращаться на оси, или небольшая рамка (или катушка) с током, подвешенная на тонких скрученных гибких проводах.

Рамка с током и магнитная стрелка под действием магнитного поля поворачиваются так, что северный полюс (синяя часть) стрелки и положительная нормаль рамки указывают направление магнитного поля.

Магнитное поле, созданное постоянным магнитом или проводником с током, занимает всё пространство в окрестности этих тел. Магнитное поле принято (удобно) изображать в виде линий, которые называются линиями магнитного поля. Магнитные линии имеют вихревой характер, т.е. линии не имеют ни начала, ни конца, т.е. замкнуты. Направление касательной в каждой точке линии совпадает с направлением вектора магнитной индукции. Поля с замкнутыми линиями называются вихревыми.

Магнитное поле характеризуется векторной величиной, называемой магнитной индукцией. Магнитная индукция характеризует «силу» и направление магнитного поля – это количественная характеристика магнитного поля.

Она обозначается символом За направление вектора магнитной индукции принимают направление от южного полюса к северному магнитной стрелки, свободно установившейся в магнитном поле.

Направление магнитного поля устанавливают с помощью вектора магнитной индукции.

Направление вектора магнитной индукции прямого провода с током определяют по правилу буравчика (или правого винта).

Правило буравчика звучит следующим образом:

если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий магнитного поля тока.

Направление магнитного поля внутри соленоида определяют по правилу правой руки.

Определим модуль вектора магнитной индукции.

Наблюдения показывают, что максимальное значение силы, действующей на проводник, прямо пропорционально силе тока, длине проводника, находящегося в магнитном поле.

Тогда, зависимость силы от этих двух величин выглядит следующим образом

Отношение зависит только от магнитного поля и может быть принята за характеристику магнитного поля в данной точке.

Величина, численно равная отношению максимальной силы, действующей на проводник с током, на произведение силы тока и длины проводника, называется модулем вектора магнитной индукции:

Единицей измерения магнитной индукции является 1 тесла (Тл).

Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, равна произведению модуля магнитной индукции, силы тока, длины проводника и синуса угла между вектором магнитной индукции и направлением тока:

где α – угол между вектором B и направлением тока.

Направление силы Ампера определяется правилом левой руки:

Если ладонь левой руки развернуть так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению тока, то отогнутый на 90 0 большой палец покажет направление силы Ампера.

Сила Ампера — сила, действующая на проводник с током со стороны магнитного поля.

Сила Лоренца – сила, действующая на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля. Её численное значение равно произведению заряда частицы на модули скорости и магнитной индукции и синус угла меду векторами скорости и магнитной индукции:

– заряд частицы;

– скорость частицы;

B – модуль магнитной индукции;

– угол между векторами скорости частицы и магнитной индукции.

Направление силы Лоренца также определяют по правилу левой руки:

Если четыре вытянутых пальца левой руки направлены вдоль вектора скорости заряженной частицы, а вектор магнитной индукции направлен в ладонь, то отведённый на 90 0 большой палец покажет направление силы Лоренца. Если частица имеет заряд отрицательного знака, то направление силы Лоренца противоположно тому направлению, которое имела бы положительная частица.

Получим формулы для радиуса окружности и периода вращения частицы, которая влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции, применяя формулы второго закона Ньютона и центростремительного ускорения.

Согласно 2-му закону Ньютона

Время, за которое частица делает полный оборот (период обращения), равно:

Многим юным бывает досадно, что они не родились в старые времена, когда делались открытия. Им кажется, что теперь всё известно и никаких открытий на их долю не осталось.

Одной из нераскрытых тайн является механизм земного магнитного поля. Как же и чем вызывается магнитное поле Земли? Подумайте и может быть…

Одна из возможных гипотез.

Как известно, ядро Земли имеет высокую температуру

и высокую плотность. Судя по исследованиям, в самом центре содержится твёрдое ядро. При вращении Земли вокруг своей оси центр тяжести не совпадает с геометрическим центром из-за притяжения Солнца. В результате сместившееся из центра ядро вращаясь относительно оболочки Земли вызывает такое же движение жидкой расплавленной массы мантии, как чайная ложка, перемешивающая воду в стакане. Получается не что иное, как направленное движение зарядов. Есть электрический ток, а он, в свою очередь, создаёт магнитное поле.

Разбор тренировочных заданий

1. На рисунке изображён проводник с током, помещённый в магнитное поле. Стрелка указывает направление тока в проводнике. Вектор магнитной индукции направлен перпендикулярно плоскости рисунка к нам. Как направлена сила, действующая на проводник с током?

— точка означает, что магнитная индукция направлена на нас из глубины плоскости рисунка.

Используя правило левой руки, определяем направление силы Ампера:

Левую руку располагаем так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, 4 пальца направим вниз по направлению тока, тогда отогнутый на 90 0 большой палец покажет направление силы Ампера, т. е. она направлена влево.

2. По проводнику длиной 40 см протекает ток силой 10 А. Чему равна индукция магнитного поля, в которое помещён проводник, если на проводник действует сила 8 мН?

(Ответ выразите в мТл).

3. Определите модуль силы, действующей на проводник длиной 50 см при силе тока 10 А в магнитном поле с индукцией 0,15 Тл. (Ответ выразите в мН).

4. Протон в магнитном поле с индукцией 0,01 Тл описал окружность радиусом 10 см. Найдите скорость протона. (Ответ выразите в км/с, округлив до десятков)

5. С какой скоростью влетает электрон в однородное магнитное поле (индукция 1,8 Тл) перпендикулярно к линиям индукции, если магнитное поле действует на него с силой 3,6∙10 — ¹² Н? Ответ выразите в км/с.

6. Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией 3,14мТл. Чему равен период обращения электрона? (Ответ выразите в наносекундах, округлив до целых)

Запишем формулу модуля магнитной индукции:

B = 0,008 Н / ( 0,4м·10 A) = 0,002 Tл = 2 мTл.

Запишем формулу силы Ампера:

F = 0,l5 Tл· 10 A· 0,5 м = 0,75 Н = 750 мН

Заряд протона равен: q₀ = l,6·l0⁻ˡ⁹ Кл,

масса протона: m = l,67·l0⁻²⁷ кг.

Согласно 2-му закону Ньютона:

v = ( l,6·l0⁻ˡ⁹ Кл·0,l м·0,0l Tл) / l,67·l0⁻²⁷ кг ≈ 0,00096·l0⁸ м/с ≈ l00 км/с.

Ответ: v ≈ l00 км/с.

Найти:

Заряд электрона равен: q₀ = l,6·l0⁻ˡ⁹ Кл.

Используем формулу силы Лоренца:

.

Выразим из формулы силы скорость, учитывая, что sin90°=l,

v = 3,6·l0⁻¹² Н / (l,6·l0⁻ˡ⁹ Кл· l,8 Tл) = l,25·l0⁷м/с = l2500 км/с.

Ответ: v = l2500 км/с.

B = 3,l4 мТл = 3,l4·l0⁻³ Tл,

Масса электрона равна: m = 9,l·l0⁻³¹ кг.

Время, за которое частица делает полный оборот (период обращения), равно:

T = 2·3,l4·9,l·l0⁻³¹ кг/( l,6·l0⁻ˡ⁹ Кл·3,l4·l0⁻³ Tл) = ll,375·l0⁻⁹ с ≈ ll нс.

Источник