Меню

Цель работы исследовать взаимодействие тока с постоянным магнитом

НАБЛЮДЕНИЕ ДЕЙСТВИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ТОК

Цель работы: экспериментально с определить зависимость действия магнитного поля на проводник с током от силы и направления тока в нем.

Оборудование: • источник электропитания • катушка-моток • переменный резистор • ключ

• полосовой магнит • штатив с муфтой и лапкой • соединительные провода.

В работе исследуют взаимодействие проволочной катушки-мотка, подвешенной на штативе, с постоянным магнитом, также установленном на этом штативе рядом с катушкой. Последова­тельно с катушкой включают переменное сопротивление, что позволяет менять в ходе опыта силу тока в ней. Электрическая схема установки показана на рисунке 1.

Рис.1.

Рис.2.

Ход работы . I

1. Соберите экспериментальную установку, как показано на рисунке 2. Ка­тушка и магнит должны располагаться так, чтобы плоскость катушки была перпендикулярна продольной оси магнита. Край магнита должен выступать на 1,5 — 2 см за основание штатива и находиться в центре ка­тушки.

2. Переменное сопротивление включите в цепь так, чтобы с его помощью можно было изменять силу тока в катушке. Ползунок переменного со­противления поставьте в такое положение, при котором в цепи протекал бы минимальный ток.

3. Замкните ключ и по изменению положения катушки сде­лайте вывод о характере действия на нее магнита.

4. Увеличивая с помощью переменного сопротивления ток в цепи, установите, как действие магнита на катушку зави­сит от силы тока в ней.

5. Изменив подключение соединительных поводов к источ­нику питания, установите, как зависит действие магнит­ного поля на катушку от направления тока в ней.

6. Измените положение полюсов магнита на противополож­ное и повторите действия, указанные в пунктах 3,4 и 5.

7. Для каждого этапа опыта сделайте схематичные рисунки, отражающие изменения во взаимодействии магнита и ка­тушки при изменении режимов работы установки.

8. Укажите на рисунках направления магнитного поля маг­нита, тока в катушке и магнитного поля катушки.

9. Объясните результаты наблюдений

ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

Цель работы: Оборудование:

проверить на опыте зависимость ЭДС индукции от скорости изменения маг­нитного поля.

• миллиамперметр • катушка-моток — 1 шт. • постоянный магнит • штатив с муфтой и лапкой.

Ход работы

1. Закрепите в лапке штатива катушку и под­ключите ее к гнездам миллиамперметра.

2. Приближая и удаляя с разной скоростью маг­нит к катушке, установите по показаниям миллиамперметра, как зависит величина ин­дукционного тока от скорости изменения магнитного поля в месте расположения ка­тушки.

3. Установите, зависит ли направление индукци­онного тока от положения полюсов движуще­гося магнита.

4. Повторите опыты, закрепив в лапке штатива магнит, приближая и удаляя к нему и от него катушку.

5. Определив направление намотки провода в катушке, направление тока в ней и направление магнитного поля магнита, проверьте справедливость правила Ленца.

Источник

Тетрадь для лабораторных работ по физике — 11 кл
методическая разработка по физике (11 класс) по теме

Мамеева-Шварцман Ирина Михайловна

Данная тетрадь, в отличие от печатных изданий, включает в себя все лабораторные работы для базового уровня физики, указанные в федеральном компоненте государственного стандарта общего образования, и с соблюдением предложенной там последовательности их проведения.

Расположение текста подготовлено к двусторонней печати: стр. 1-2, 3-4, 5-6, 7-8, 9-10.

Для получения конечного вида необходимо распечатанные листы сложить пополам, расположить в нужной последовательности и скрепить (мы это делаем вручную двумя скобами для степлера, зажимая их в проколах, выполненных толстой иглой по аналогии с обычными тетрадями).

Скачать:

Вложение Размер
Тетрадь для лабораторных работ по физике — 11 кл 378.16 КБ

Предварительный просмотр:

Автор-составитель: Мамеева-Шварцман И.М.

Используемые источники материала:

  1. Мякишев Г.Я. Физика: учеб. для 11 кл. общеобразоват. учреждений / Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский – М.: Просвещение, 2010
  2. Парфентьева Н.А. Физика. Тетрадь для лабораторных работ. 11 класс — М.: Просвещение, 2012

Издательство «МШИМ», 2013

243010, Брянская обл., Новозыбковский р-н, с.Шеломы, пер.Школьный, 5

Тел. +7 (920) 841 85 79

МБОУ «Шеломовская средняя общеобразовательная школа»

для лабораторных работ

учени(ка/цы) 11 класса_______________________________

(по учебнику Мякишева Г.Я.)

Наблюдение действия магнитного поля на ток

Изучение явления электромагнитной индукции

Определение ускорения свободного падения при помощи нитяного маятника

Экспериментальное измерение показателя преломления стекла

Экспериментальное определение оптической силы и фокусного расстояния собирающей линзы

Измерение длины световой волны

Наблюдение интерференции, дифракции и поляризации света

Наблюдение сплошного и линейчатого спектров

Изучение треков заряженных частиц по готовым фотографиям

Лабораторная работа № 1

«Наблюдение действия магнитного поля на ток»

Цель работы: исследовать взаимодействие тока с постоянным магнитом.

Оборудование: источник тока, реостат, ключ, проволока, катушка, магнитный стержень, штатив, динамометр, амперметр.

Порядок выполнения работы

  1. На штативе подвесьте динамометр, к динамометру прикрепите магнит, под магнитом расположите катушку.
  2. Соберите электрическую схему согласно рисунку.
  3. Установите бегунок реостата в положение, соответствующее максимальному сопротивлению.
  4. Замкните цепь.
  5. Изменяйте силу тока, уменьшая сопротивление реостата, и записывайте показания динамометра в таблицу:
  1. Измените направление тока в катушке. Проведите аналогичные измерения, записывая результаты измерений в таблицу. Отметьте изменения показаний динамометра:

Формула погрешности удельного заряда: ∆ q/m = ∆r 1 /r 1 + ∆r 2 /r 2 ,

где ∆r 1 , ∆r 2 – абсолютная погрешность прибора,

r 1 , r 2 – радиусы треков.

Таблица результатов измерений

Материал для справок:

Удельный заряд электрона:

Удельный заряд протона:

Удельный заряд альфа-частицы:

Проведя идентификацию заряженной частицы методом

сравнения ее трека с треком протона, мы определили, что данная

частица является _______________________________________

Отметка за лабораторную работу № 9:

Учитель _____________ И.М. Мамеева-Шварцман

Лабораторная работа № 9

«Изучение треков заряженных частиц по готовым фотографиям»

Цель работы: провести идентификацию заряженной частицы по результатам сравнения ее трека с треком протона в камере Вильсона, помещенной в магнитное поле.

Оборудование: готовая фотография двух треков заряженных частиц.

Нижний трек – протон, верхний – частица, которую необходимо идентифицировать.

Порядок выполнения работы

Идентификация неизвестной частицы осуществляется путём сравнения её удельного заряда q/m с удельным зарядом протона. Это можно сделать, измерив радиус кривизны треков на начальных участках и сравнив их.

Для заряженной частицы, движущейся перпендикулярно вектору индукции магнитного поля, можно записать:

qBv = mv 2 /R или q/m = v/(BR) .

Отсюда видно, что отношение удельных зарядов частиц равно обратному отношению радиусов треков.

Радиус трека определяется следующим образом: вычерчивают как на рисунке две хорды и восстанавливают к ним в их серединах перпендикуляры. На их пересечении лежит центр окружности. Измеряют их линейкой.

Спецификация измерительного прибора:

Нарисуйте катушку и покажите направления полюсов её магнитного поля.

Постройте график зависимости силы взаимодействия катушки с магнитом от силы тока, сделайте вывод.

Отметка за лабораторную работу № 1:

Учитель _____________ И.М. Мамеева-Шварцман

Лабораторная работа № 2

«Изучение явления электромагнитной индукции»

Цель работы: изучить одно из самых важных явлений электромагнетизма – явление электромагнитной индукции.

Оборудование: источник тока, гальванометр, катушка 1, железный сердечник, подковообразный магнит, магнитная стрелка, реостат, ключ, витки проволоки или катушка 2, диаметр которой больше диаметра катушки 1.

Порядок выполнения работы

  1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ОПЫТ

Соберите схему согласно рисунку. В катушку вставьте железный сердечник. Замкните цепь, заметьте при этом, в какую сторону отклонится стрелка гальванометра. С помощью магнитной стрелки установите расположение магнитных полюсов катушки.

С помощью магнита вынимайте из катушки и вставляйте в неё железный сердечник. Постарайтесь заметить влияние скорости движения железного сердечника вдоль катушки на значение силы тока, проходящего через гальванометр. Записывайте наблюдения, в частности в какую сторону отклоняется стрелка.

б) Наблюдение линейчатого спектра.

  1. Собрать электрическую цепь, состоящую из последовательно соединенных источника тока, генератора «Спектр» и ключа.
  2. Расположить спектроскоп так, чтобы щель коллиматора находилась против щели генератора.
  3. Замкнуть ключ. Рассмотреть полученный линейчатый спектр светящегося газа. Обратить внимание на характерные для данного вещества спектральные линии.
  4. Зарисовать наблюдаемый спектр в тетрадь.

Отметка за лабораторную работу № 8:

Учитель _____________ И.М. Мамеева-Шварцман

Лабораторная работа № 8

«Наблюдение сплошного и линейчатого спектров»

Цель работы: Познакомиться на опыте с видами сплошного и линейчатого спектров.

Оборудование: спектроскоп, источник электрической энергии, генератор «Спектр», газосветные трубки, ключ, соединительные провода.

Порядок выполнения работы.

а) Наблюдение сплошного спектра.

  1. С помощью спектроскопа пронаблюдать спектр дневного света.
  2. Сравнить наблюдаемый спектр с изображением сплошного спектра в таблице (см. учебник).
  3. Зарисовать спектр в тетрадь.

Соберите схему согласно рисунку. При этом катушка 2 или мотки проволоки надеты на катушку 1.

Замкните цепь и разомкните. Запишите наблюдения.

Подтвердите или опровергните правило Ленца.

Сделайте вывод о влиянии скорости движения сердечника на силу индукционного тока.

Проанализируйте результаты второго опыта. Согласуются ли они с правилом Ленца?

Отметка за лабораторную работу № 2:

Учитель _____________ И.М. Мамеева-Шварцман

Лабораторная работа № 3

«Определение ускорения свободного падения при помощи нитяного маятника»

Цель работы: определить ускорение свободного падения при помощи маятника, оценить возможность и точность измерения ускорения данным способом.

Оборудование: штатив, кольцо, часы с секундной стрелкой, измерительная лента с погрешностью ∆ л = 0,5 см, нить, шарик с отверстием, через которое можно пропустить нить.

Порядок выполнения работы

  1. Установите на краю стола штатив. Укрепите на штативе с помощью муты кольцо. Подвесьте к нему шарик на нити. Шарик не должен касаться пола.
  2. Измерьте длину l нити (длина нити должна быть не менее 50 см).
  3. Отклоните шарик в сторону на 5-8 см и отпустите его. Убедитесь в том, что шарик может свободно колебаться.
  4. Измерьте время t , в течение которого шарик совершит целое число N колебаний (например, 50). Проведите пять измерений.

Используя данные измерений, выполните расчёты, последовательно заполняя таблицу.

g cp = 4 l (π N/t cp ) 2

б) Наблюдение дифракции.

  1. На источник света зафиксировать маску в виде круглого отверстия. Ближе к другому концу скамьи поместить держатель с круглым отверстием, а на самом конце скамьи – держатель с собирающей линзой.
  2. Плавно перемещая держатель с отверстием вдоль скамьи и рассматривая его через собирающую линзу, добиться получения резкого изображения краев отверстия.
  3. Наблюдаемую дифракционную картину, зарисовать.

в) Наблюдение поляризации.

1. Перемещая один поляроид относительно другого, пронаблюдать поляризацию света.

Отметка за лабораторную работу № 7:

Учитель _____________ И.М. Мамеева-Шварцман

Лабораторная работа № 7

«Наблюдение интерференции, дифракции и поляризации света»

Цель работы: провести наблюдение явлений интерференции световых волн, дифракции и поляризации света.

Оборудование: Оптическая скамья, держатель с источником света, держатель с собирающей линзой, рамка со щелями, рамка с дифракционными решетками, рамка с круглым отверстием, поляроиды.

Порядок выполнения работы.

а) Наблюдение интерференции.

  1. Поместить источник света в держателе на самом конце скамьи. На источник зафиксировать маску в виде щели, ориентированной вертикально.
  2. На другом конце скамьи поместить держатель и укрепить на нем рамку с двойной щелью.
  3. Глядя на светящуюся щель сквозь двойную щель, рассмотреть изображение светящейся щели. Увиденное изображение, зарисовать.

∆ t cp = (∑ i | t i — t cp |) / N

Запишите окончательный результат измерений в виде

Ускорение свободного падения на широте Москвы равно 9,8156 м/с 2 .

Попадает ли это значение в полученный интервал?

Сделайте вывод о целесообразности измерения ускорения свободного падения с помощью математического маятника.

Отметка за лабораторную работу № 3:

Учитель _____________ И.М. Мамеева-Шварцман

Лабораторная работа № 4

«Экспериментальное измерение показателя преломления стекла»

Цель работы: изучить законы преломления света и определить показатель преломления стекла.

Оборудование: стеклянная пластинка, лист миллиметровой бумаги, булавки или тонко отточенный карандаш, миллиметровая линейка, лазерная указка или источник света и щель, позволяющие получить тонкий пучок.

Порядок выполнения работы

  1. Начертите линию на листе миллиметровой бумаги и положите пластинку так, чтобы одна из её параллельных граней совпадала с ней. Карандашом отметьте другую параллельную грань пластинки.
  2. Направьте луч так, чтобы он падал на грань пластинки под углом. Убедитесь в том, что луч испытывает двукратное преломление.
  3. Не сдвигая пластинку, отметьте точки 1 и 2 на пути падающего луча и точки 3 и 4 на пути преломлённого луча.
  4. Снимите пластинку и начинайте чертить.
  5. Проведите падающий луч через точки 1 и 2 до границы пластинки. Точку пересечения луча с пластинкой обозначьте буквой В .
  6. Проведите прямую через точки 3 и 4 до границы со второй гранью. Точку пересечения преломлённого луча с гранью обозначьте буквой F .
  7. Из точки В проведите окружность радиусом ВА .
  8. Начертите линию, перпендикулярную граням и проходящую через точку В .
  9. Проведите прямую линию через точки В и F . Она совпадает с преломлённым лучом на границе раздела сред воздух – стекло. Эта линия пересекает окружность в точке С .
  10. Для определения синусов углов падения и преломления проведите АЕ и СD . Тогда треугольники АЕВ и ВDC являются прямоугольными, причём ВС = АВ как радиусы одной окружности.
  11. Обозначьте углы α и β: sin α = AE/AB, sin β = DC/BC = DC/AB.

Используя полученные данные, расчитайте длины волн для фиолетового и красного цветов.

Определив интервалы возможных значений длин волн фиолетового и красного цветов, запишите реультаты.

Сравните полученные значения с табличными данными. Сделайте выводы о том, насколько точен предложенный метод измерения длин волн, что вносит самую большую ошибку и как можно усовершенствовать этот метод, т.е. повысить точность эксперимента.

Отметка за лабораторную работу № 6:

Учитель _____________ И.М. Мамеева-Шварцман

Лабораторная работа № 6

«Измерение длины световой волны»

Цель работы: получить дифракционный спектр и определить длину волны света.

Оборудование: дифракционная решётка 1 в держателе 2, линейка 3, по которой может перемещаться экран 4 с узкой щелью 5 посередине, на экране линейка с миллиметровыми делениями. Установка крепится на штативе 6. За экраном находится источник света.

Порядок выполнения работы

  1. Соберите установку согласно рисунку. Экран должен находиться на расстоянии 50 см от решётки.
  2. Убедитесь в том, что если смотреть сквозь решётку и прорезь в экране на источник света, то на чёрном фоне экрана наблюдаются дифракционные спектры первого и второго порядков. Если картина смещена, то, перемещая решётку в держателе, установите её так, чтобы дифракционные спектры были параллельны шкале экрана.
  3. Составьте таблицу, куда вы будете заносить измеренные значения.
  1. Измерьте расстояния, равные 2 х , сначала между линиями красного, а затем фиолетового цвета в спектре первого порядка.
  2. Измерьте расстояние l от дифракционной решётки до экрана.
  3. Занесите в таблицу период d дифракционной решётки (он указан на самой решётке).

Тогда показатель преломления стекла n = sin α / sin β = AE / DC . Измерив длины этих отрезков, определите n.

  1. Меняя угол падения, проведите измерения ещё два раза.

Источник

Лабораторная работа Наблюдение действия магнитного поля на ток

Лабораторная работа №3

Тема: Наблюдение действия магнитного поля на ток

Цель: Исследовать взаимодействие тока с постоянным магнитом

Оборудование: источник тока, реостат, ключ, катушка, постоянный

магнит, штатив, амперметр, соединительные провода

1. Таблица результатов опытов

1. На штативе подвесьте динамометр, к динамометру прикрепите магнит, под магнитом расположите катушку.

2. Соберите электрическую схему согласно рисунку.

3. Установите бегунок реостата в положение, соответствующее максимальному сопротивлению.

4.Замкните цепь. Изменяйте силу тока, уменьшая сопротивление реостата, и записывайте показания динамометра в таблицу.

2. График зависимости илы взаимодействия катушки с магнитом от силы тока

Постройте по полученным экспериментальным данным график зависимости силы тока от силы тяжести.

3. Наблюдение действия магнитного поля на ток

1. Поднесите к висящему мотку магнит и, замыкая ключ, пронаблюдайте движение мотка.

2. Выберите несколько характерных вариантов относительного расположения мотка и магнита и зарисуйте их, указав направление магнитного поля, направление тока и предполагаемое движение мотка относительно магнита.

1. Определите цену деления и предел измерения амперметра.

2. Опишите устройство и принцип работы реостата.

3. Подключите вольтметр к цепи. Определите сопротивление в опыте. (оформить как задачу)

Запишите вывод, в котором укажите: какое физическое явление вы сегодня наблюдали на уроке; опишите построенный вами график; подытожите, каким образом может влиять ток на магнитное поле постоянного магнита, зависит ли результат то направления тока в цепи и от полюса магнита;

Источник



Опыт Эрстеда. Магнитное поле тока. Взаимодействие магнитов. Действие магнитного поля на проводник с током

1. Опыт Эрстеда заключается в следующем. На столе располагают магнитную стрелку, которая ориентируется с севера на юг в магнитном поле Земли, и параллельно ей сверху проводник, соединённый с источником тока (см. рис. 81). При замыкании цепи стрелка повернётся на 90° и встанет перпендикулярно проводнику.

При размыкании цепи стрелка вернётся в первоначальное положение. Если изменить направление тока на противоположное, то стрелка повернётся в обратную сторону. Опыт Эрстеда доказывает, что вокруг проводника, по которому течёт электрический ток, существует магнитное поле, которое действует на магнитную стрелку.

Опыт Эрстеда показал существование взаимосвязи между электрическими и магнитными явлениями.

Об этой взаимосвязи свидетельствует и опыт, известный как опыт Ампера. Если по двум длинным параллельно расположенным проводникам пропустить электрический ток в одном направлении, то они притянутся друг к другу; если направление тока будет противоположным, то проводники оттолкнутся друг от друга. Это происходит потому, что вокруг одного проводника возникает магнитное поле, которое действует на другой проводник с током. Если ток будет протекать только по одному проводнику, то проводники не будут взаимодействовать.

Таким образом, вокруг движущихся электрических зарядов или вокруг проводника с током существует магнитное поле. Магнитное поле действует на движущиеся заряды. На неподвижные заряды магнитное поле не действует.

Силовой характеристикой магнитного поля является величина, называемая магнитной индукцией. Обозначается магнитная индукция буквой ​ \( B \) ​. Магнитная индукция является векторной величиной, т.е. имеет определённое направление. Это наглядно проявляется в опыте со взаимодействием параллельных проводников с током. Направление вектора магнитной индукции совпадает с направлением северного полюса магнитной стрелки в данной точке поля.

2. Обнаружить магнитное поле вокруг проводника с током можно с помощью либо магнитных стрелок, либо железных опилок, которые в магнитном поле намагничиваются и становятся магнитными стрелками. На рисунке 87 изображён проводник, пропущенный через лист картона, на который насыпаны железные опилки. При прохождении по проводнику электрического тока опилки располагаются вокруг него по концентрическим окружностям.

Линии, вдоль которых располагаются в магнитном поле магнитные стрелки или железные опилки, называют линиями магнитной индукции. Направление, которое указывает северный полюс магнитной стрелки, принято за направление линий магнитной индукции. Вектор магнитной индукции направлен по касательной к линии магнитной индукции в каждой точке поля.

Как следует из результатов опыта Эрстеда и опыта по взаимодействию параллельных проводников с током, направление линий вектора магнитной индукции (и линий магнитной индукции) зависит от направления тока в проводнике. Направление линий магнитной индукции можно определить с помощью правила буравчика. Для линейного проводника оно следующее: если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий магнитной индукции.

3. Если пропустить электрический ток по катушке, то опилки расположатся, как показано на рисунке 88.

Картина линий магнитной индукции свидетельствует о том, что катушка с током становится магнитом. Если катушку с током подвесить, то она повернётся южным полюсом на юг, а северным — на север (рис. 89).

Следовательно, катушка с током имеет два полюса: северный и южный. Определить полюса, которые появляются на её концах можно, если известно направление электрического тока в катушке. Для этого пользуются правилом буравчика: если направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением тока в катушке, то направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением линий магнитной индукции внутри катушки (рис. 90).

4. Тела, длительное время сохраняющие магнитные свойства, или намагниченность, называют постоянными магнитами. Поднося магнит к железным опилкам, можно заметить, что они притягиваются к концам магнита и практически не притягиваются к его середине. Те места магнита, которые производят наиболее сильное магнитное действие, называются полюсами магнита. Магнит имеет два полюса: северный — N и южный — S. Принято северный полюс магнита окрашивать синим цветом, а южный — красным. Если полосовой магнит разделить на две части, то каждая из них окажется магнитом с двумя полюсами.

Положив на постоянный магнит лист бумаги или картона и насыпав на него железные опилки, можно получить картину его магнитного поля (рис. 91). Линии магнитной индукции постоянных магнитов замкнуты, все они выходят из северного полюса и входят в южный, замыкаясь внутри магнита.

Магнитные стрелки и магниты взаимодействуют между собой. Разноимённые магнитные полюсы притягиваются друг к другу, а одноимённые — отталкиваются. Взаимодействие магнитов объясняется тем, что магнитное поле одного магнита действует на другой магнит и, наоборот, магнитное поле 2-го магнита действует на 1-й.

Причиной наличия у веществ магнитных свойств является движение электронов, существующих в каждом атоме. При своём движении вокруг атома электроны создают магнитные поля. Если эти поля имеют одинаковую ориентацию, то вещество, например железо или сталь, намагничены достаточно сильно.

5. Магнитное поле действует на проводник с током. Доказать это можно с помощью эксперимента (рис. 92).

Если в поле подковообразного магнита поместить проводник длиной ​ \( l \) ​, подвешенный на тонких проводах, соединить его с источником тока, то при разомкнутой цепи проводник останется неподвижным. Если замкнуть цепь, то по проводнику пойдёт электрический ток, и проводник отклонится в магнитном поле от своего первоначального положения. При изменении направления тока проводник отклонится в противоположную сторону. Таким образом, на проводник с током, помещённый в магнитное поле, действует сила, которую называют силой Ампера.

Экспериментальное исследование показывает, что сила Ампера прямо пропорциональна длине проводника ​ \( l \) ​ и силе тока ​ \( I \) ​ в проводнике: ​ \( F\sim Il \) ​. Коэффициентом пропорциональности в этом равенстве является модуль вектора магнитной индукции ​ \( B \) ​. Соответственно, ​ \( F=BIl \) ​.

Сила, действующая на проводник с током, помещённый в магнитное поле, равна произведению модуля вектора магнитной индукции, силы тока и длины той части проводника, которая находится в магнитном поле.

В таком виде зависимость силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, записыватся в том случае, если линии магнитной индукции перпендикулярны проводнику с током.

Формула силы Ампера, позволяет раскрыть смысл понятия вектора магнитной индукции. Из выражения для силы Ампера следует: ​ \( B=\frac \) ​, т.е. магнитной индукцией называется физическая величина, равная отношению силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, к силе тока и длине проводника, находящейся в магнитном поле.

Из приведённой формулы понятно, что магнитная индукция является силовой характеристикой магнитного поля.

Единица магнитной индукции ​ \( [В] = [F]/[I][l] \) ​. ​ \( [B] \) ​ = 1 Н/(1 А · 1 м) — 1 Н/(А · м) = 1 Тл. За единицу магнитной индукции принимают магнитную индукцию такого поля, в котором на проводник длиной 1 м действует сила 1 Н при силе тока в проводнике 1 А.

Направление силы Ампера определяют, пользуясь правилом левой руки: если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а четыре пальца направлены по направлению тока в проводнике, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы, действующей на проводник (рис. 93).

6. Движение проводника с током в магнитном поле лежит в основе работы электрического двигателя. Если поместить прямоугольную рамку в магнитное поле и пропустить по ней электрический ток, то рамка повернётся (рис. 94), потому, что на стороны рамки действует сила Ампера. При этом сила, действующая на сторону рамки ​ \( ab \) ​, противоположна силе, действующей на сторону ​ \( cd \) ​.

Для того чтобы рамка не остановилась в тот момент, когда её плоскость перпендикулярна линиям магнитной индукции, и продолжала вращаться, изменяют направление тока в проводнике. Для этого к концам рамки припаяны полукольца, по которым скользят контакты, соединённые с источником тока. При повороте рамки на 180° меняются контактные пластины, которых касаются полукольца и, соответственно, направление тока в рамке.

В электрическом двигателе энергия электрического и магнитного полей превращается в механическую энергию.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть 1

1. На рисунке показано, как установилась магнитная стрелка между полюсами двух одинаковых магнитов. Укажите полюса магнитов, обращённые к стрелке.

1) 1 — S, 2 — N
2) 1 — А, 2 — N
3) 1 — S, 2 — S
4) 1 — N, 2 — S

2. Па рисунке представлена картина линий магнитного поля от двух полосовых магнитов, полученная с помощью магнитной стрелки и железных опилок. Каким полюсам полосовых магнитов соответствуют области 1 и 2?

1) 1 — северному полюсу; 2 — южному
2) 1 — южному; 2 — северному полюсу
3) и 1, и 2 — северному полюсу
4) и 1, и 2 — южному полюсу

3. При прохождении электрического тока по проводнику магнитная стрелка, находящаяся рядом, расположена перпендикулярно проводнику. При изменении направления тока на противоположное. Стрелка

1) повернётся на 90°
2) повернётся на 180°
3) повернётся на 90° или на 180° в зависимости от значения силы тока
4) не изменит свое положение

4. Проводник, по которому протекает электрический ток, расположен перпендикулярно плоскости чертежа (см. рисунок). Расположение какой из магнитных стрелок, взаимодействующих с магнитным полем проводника с током, показано правильно?

5. Из проводника сделали кольцо и по нему пустили электрический ток. Ток направлен против часовой стрелки (см. рисунок). Как направлен вектор магнитной индукции в центре кольца?

1) вправо
2) влево
3) на нас из-за плоскости чертежа
4) от нас за плоскость чертежа

6. По катушке идёт электрический ток, направление которого показано на рисунке. При этом на концах железного сердечника катушки

1) образуются магнитные полюса — на конце 1 — северный полюс, на конце 2 — южный
2) образуются магнитные полюса — на конце 1 — южный полюс, на конце 2 — северный
3) скапливаются электрические заряды: на конце 1 — отрицательный заряд, на конце 2 — положительный
4) скапливаются электрические заряды: на конце 1 — положительный заряд, на конце 2 — отрицательный

7. Два параллельно расположенных проводника подключили параллельно к источнику тока.

Направление электрического тока и взаимодействие проводников верно изображены на рисунке

8. В однородном магнитном поле на проводник с током, расположенный перпендикулярно плоскости чертежа (см. рисунок), действует сила, направленная

1) вправо →
2) влево ←
3) вверх ↑
4) вниз ↓

9. Сила, действующая на проводник с током, который находится в магнитном поле между полюсами магнита направлена

1) вверх ↑
2) вниз ↓
3) направо →
4) налево ←

10. 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?

1) вверх ↑
2) вправо →
3) вниз ↓
4) влево ←

11. Из приведённых ниже утверждений выберите два правильных и запишите их номера в таблицу.

1) Вокруг неподвижных зарядов существует магнитное поле.
2) Вокруг неподвижных зарядов существует электростатическое поле.
3) Если разрезать магнит на две части, то у одной части будет только северный полюс, а у другой — только южный.
4) Магнитное поле существует вокруг движущихся зарядов.
5) Магнитная стрелка, находящаяся около проводника с током, всегда поворачивается вокруг своей оси.

12. Электрическая схема содержит источник тока, проводник АВ, ключ и реостат. Проводник АВ помещён между полюсами постоянного магнита (см. рисунок).

Используя рисунок, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.

1) При перемещении ползунка реостата влево сила Ампера, действующая на проводник АВ, увеличится.
2) При замкнутом ключе проводник будет выталкиваться из области магнита вправо.
3) При замкнутом ключе электрический ток в проводнике имеет направление от точки В к точке А.
4) Магнитные линии поля постоянного магнита в области расположения проводника АВ направлены вертикально вниз.
5) Электрический ток, протекающий в проводнике АВ, создаёт однородное магнитное поле.

Часть 2

13. Участок проводника длиной 0,1 м находится в магнитном поле индукцией 50 мТл. Сила тока, протекающего по проводнику, 10 А. Какую работу совершает сила ампера при перемещении проводника на 8 см в направлении своего действия? Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.

Источник

Читайте также:  Измерения напряжения в цепях электрического тока производят