» Магнитное и электромагнитное поле»

Контрольная работа №1 ф-11

По теме: « Магнитное и электромагнитное поле».

Вариант 1

Уровень А

1.Что наблюдается в опыте Эрстеда? Выберите правильное утверждение

1.Проводник с током действует на электрические заряды.

2.Магнитная стрелка поворачивается в близи проводника с током.

3.Магнитная стрелка поворачивается вблизи заряженного проводника.

4.Взаимодействие электрических зарядов.

2.Как изменится сила Ампера, действующая на прямолинейный проводник с током в однородном магнитном поле, при уменьшении силы тока в 2 раза и увеличении магнитной индукции в 2 раза? Выберите правильное утверждение.

1.Увеличится в 2 раза. 3.Увеличится в 4 раза.

2.Уменьшится в 2 раза. 4.Уменьшится в 4 раза. 5.Не изменится.

3. На рисунке приведён график зависимости силы тока от времени в электрической цепи, индуктивность которой 1 мГн. Определите модуль ЭДС самоиндукции в интервале времени от 15 до 20 с. Ответ выразите в мкВ.

4. При проведении опытов по изучению электромагнитной индукции измеряют изменение магнитного потока Ф пронизывающего замкнутый проволочный контур, и заряд  протекший в результате этого по контуру. Ниже приведена таблица, полученная в результате этих опытов. Чему равно сопротивление контура? (Ответ дать в Омах.)

 

5. Назовите прибор ( устройство), в котором используется поворот рамки с током в магнитном поле.

1.Электромагнит. 3.Амперметр.

2.Громкоговоритель. 4.Масс- спектрограф.

6. Как направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) сила Ампера, действующая на проводник 1 со стороны проводника 2 (см. рисунок), если проводники тонкие, длинные, прямые, параллельны друг другу? (I — сила тока.) Ответ запишите словом (словами).


Уровень В

7.Прямолинейный проводник длиной 0,2 м находится в однородном магнитном поле с индукцией 4 Тл и расположен под углом 300 к вектору индукции. Чему равен модуль силы, действующей на проводник со стороны магнитного поля при силе тока в нем 2 А? (Ответ дать в ньютонах.)

8. Какая энергия запасена в катушке индуктивностью 0,1 Гн, если поток, пронизывающий витки её обмотки, равен 0,6 Вб? Ответ выразите в Дж.

Уровень С

9.На горизонтальных рельсах, находящихся в вертикальном однородном магнитном поле, лежит стальной брусок, перпендикулярный рельсам. Расстояние между рельсами 15 см, масса бруска 300 г, коэффициент трения между бруском и рельсами 0,2. Чтобы брусок сдвинулся с места, по нему пропустили ток силой 10А. Какова индукция магнитного поля?

10.Проводник длиной 2 м с сопротивлением 0,02 Ом движется в магнитном поле со скоростью 6 перпендикулярно к силовым линиям поля. Какая сила тока возникает в проводнике, если его замкнуть накоротко? Индукция магнитного поля 10 мТл.

Контрольная работа №1 ф-11

По теме: « Магнитное и электромагнитное поле».

Вариант 2

Уровень А

1.Выберите наиболее правильное продолжение фразы: « Магнитное поле оказывает силовое действие…»

1….только на покоящиеся электрические заряды.

2…только на движущиеся электрические заряды.

3…как на движущиеся, так и на покоящиеся электрические заряды.

4…действует на любое тело, помещённое в магнитное поле.

2.Как изменится сила Ампера, действующая на прямолинейный проводник с током в однородном магнитном поле, при увеличении силы тока в 2 раза? Выберите правильное утверждение.

1.Увеличится в 2 раза. 3.Увеличится в 4 раза.

2.Уменьшится в 2 раза. 4.Уменьшится в 4 раза. 5.Не изменится.

3. На рисунке приведён график зависимости силы тока в катушке индуктивности от времени. Индуктивность катушки равна 20 мГн. Чему равен максимальный модуль ЭДС самоиндукции? (Ответ выразите в мВ.)

4. Проволочная рамка площадью 2 · 10–3 м2 вращается в однородном магнитном поле вокруг оси, перпендикулярной вектору магнитной индукции. Магнитный поток, пронизывающий площадь рамки, изменяется по закону  , где все величины выражены в СИ. Чему равен модуль магнитной индукции? (Ответ выразите в мТл.)

5. Назовите прибор ( устройство), в котором используется движение заряженной частицы в магнитном поле.

1.Электромагнит. 3.Амперметр.

2.Громкоговоритель. 4.Масс- спектрограф.

6.На рисунке изображены два проводника с токами, текущими в противоположных направлениях. Токи равны. Определить направление результирующего вектора магнитной индукции в точке А . Точка А расположена на середине отрезка.. ( Ответ написать словом)

А

Уровень В

7.Какова сила тока в проводнике, находящемся в однорродном магнитном поле с индукцией 2 Тл, если длина активной части проводника 20 см, сила, действующая на проводник 0,75 Н, а угол между направлением линий магнитной индукции и током 450? ( Ответ дать в амперах, округлив до десятых)

8. Какая энергия запасена в катушке индуктивности, если известно, что при протекании через неё тока силой 0,5 А поток, пронизывающий витки её обмотки, равен 6 Вб? Ответ выразите в Дж.

Уровень С

9.Прямолинейный проводник массой 2 кг и длиной 0,5 м помещён в однородное магнитное поле перпендикулярно к линиям индукции. Какой силы ток должен проходить по нему, чтобы он висел, не падая? Индукция однородного магнитного поля 15 Тл.

10.Циклотрон предазначен для ускорения протона до энергии 5 МэВ. Определить наибольший радиус орбиту, по которой движется протон, если индукция магнитного поля 1 Тл. ( Масса протона 1,6710-27 кг ; заряд протона 1,6710-19 Кл.)

Магнитное поле — презентация онлайн

1. Магнитное поле

Ганс Христиан Эрстед
Андре Мари Ампер
Магнитные взаимодействия

2. Простейшие свойства магнитных материалов:

магнитное притяжение и отталкивание;
магнит имеет два полюса: северный и южный;
одноимённые полюса магнита отталкиваются, а
разноимённые притягиваются;
свободно подвешенный магнит ориентируется
определённым образом относительно стран
света.

3. Магнитные полюса существуют только парами

4. Опыт Эрстеда

Магнитное поле есть вид материи,
основной особенностью которого
является действие на движущиеся
заряженные частицы и магниты.

6. Магнитные стрелки и проводник с током

7. Линии магнитной индукции полосовых магнитов

8. Линии магнитной индукции

9. Линии индукции магнитного поля Земли

Направление, на которое указывает
северный полюс магнитной стрелки,
называют направлением магнитного поля в
данной точке.
Линиями магнитного поля являются линии,
проведённые так, что касательные к ним в
каждой точке указывают направление поля
в этой точке.

11. Магнитное действие токов

12. Магнитные взаимодействия

В. Гильберт
магнит ↔ магнит
Г.Х. Эрстед
эл. ток ↔ магнит
А. Ампер
эл. ток ↔ эл. ток

13. Правила буравчика и правой руки

14. Правило буравчика для кольцевого тока

15. Линии магнитной индукции

16. 1. Что наблюдается в опыте Эрстеда? Выберите правильное утверждение.

Проводник с током действует на
электрические заряды.
Магнитная стрелка поворачивается
вблизи проводника с током.
Магнитная стрелка поворачивается
вблизи заряженного проводника.

17. 2. «Поворот магнитной стрелки вблизи проводника с током объясняется тем, что на неё действует…» выберите правильное

утверждение.
…магнитное поле, созданное
движущимися в проводнике зарядами.
…электрическое поле, созданное
зарядами проводника.
…электрическое поле, созданное
движущимися зарядами проводника.

18. 3. Выберите наиболее правильное продолжение фразы: «Магнитные поля создаются…»

…как неподвижными, так и
движущимися электрическими
зарядами.
…неподвижными электрическими
зарядами.
…движущиеся электрическими
зарядами.

19. 4. Выберите наиболее правильное продолжение фразы: «Магнитное поле оказывает силовое воздействие …»

…только на покоящиеся электрические
заряды.
…только на движущиеся
электрические заряды.
…как на движущиеся, так и на
покоящиеся электрические заряды.

20. 5. Выберите наиболее правильное продолжение фразы: «Движущийся электрический заряд создаёт…»

…только электрическое поле.
…как электрическое, так и магнитное
поле.
…только магнитное поле.

21. 6. Чем объясняется взаимодействие двух параллельных проводников с постоянным током? Выберите правильное утверждение.

Взаимодействием электрических
зарядов.
Действием электрического поля одного
проводника с током на ток в другом
проводнике.
Действием магнитного поля одного
проводника на ток в другом проводнике.
Это
не правильный
ответ!!!
Подумай еще!!

Что наблюдалось в опыте Ампера?

Самостоятельная работа № 11

ДЕЙСТВИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПРОВОДНИК С ТОКОМ

Вариант 1

Начальный уровень


  1. Что наблюдалось в опыте Ампера? Выберите правильное утверждение.

    1. Две магнитные стрелки взаимодействуют друг с другом.

    2. Магнитная стрелка поворачивается вблизи проводни­ка с током.

    3. Два проводника с током взаимодействуют друг с другом.

  2. Как изменится сила Ампера, действующая на прямолиней­ный проводник с током в однородном магнитном поле, при увеличении силы тока в 2 раза? Выберите правильное утверждение.

    1. Увеличится в 2 раза.

    2. Не изменится.

    3. Уменьшится в 2 раза.

  3. Как изменится сила Ампера, действующая на прямолиней­ный проводник с током в однородном магнитном поле, при уменьшении длины проводника в 2 раза? Выберите пра­вильное утверждение.

    1. Увеличится в 2 раза.

    2. Не изменится.

    3. Уменьшится в 2 раза.

Средний уровень

  1. С какой силой действует однородное магнитное поле с индукцией 4 Тл на прямолинейный проводник длиной 20 см с током 10 А, расположенный перпендикулярно вектору ин­дукции?

  2. С какой силой действует однородное магнитное поле с индукцией 2 Тл на прямолинейный проводник длиной 40 см с током 10 А, расположенный перпендикулярно вектору индукции?

Достаточный уровень

  1. На рисунке представлен проводник с током, находящийся в магнитном поле. Сформулируйте и решите задачу для дан­ного случая.


  1. По двум параллельным проводникам течет ток, направле­ние которого указано стрелками. Как взаимодействуют про­водники? Доказать правильность ответа.

Самостоятельная работа № 11

ДЕЙСТВИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПРОВОДНИК С ТОКОМ

Вариант 2

Начальный уровень


  1. Какое из приведенных ниже выражений характеризует силу действия магнитного поля на проводник с током? Выбе­рите правильное утверждение.

    1. BIl.

    2. BqV

    3. Eq

  2. По какой из приведенных ниже формул можно вычислить модуль индукции магнитного поля В по силе, действующей на проводник с током. Выберите правильное утверждение.

    1. FIl.





  3. Назовите прибор (устройство), в котором используется по­ворот рамки с током в магнитном поле. Выберите правиль­ное утверждение.

    1. Громкоговоритель.

    2. Электромагнит.

    3. Амперметр.

Средний уровень

  1. На прямой проводник длиной 0,5 м, расположенный пер­пендикулярно силовым линиям поля с индукцией 0,02 Тл, действует сила 0,15 Н. Найдите силу тока, протекающего по проводнику.

  2. На проводник с током 5 А, расположенным перпендикулярно вектору магнитной индукции, действует сила 0,6 Н. Най­дите длину проводника, если модуль индукции равен 0,2 Тл.

Достаточный уровень

  1. На рисунке представлен проводник с током, находящийся в магнитном поле. Сформулируйте и решите задачу для дан­ного случая.


  1. 2. На рисунке представлен проводник с током, находящийся в магнитном поле. Сформулируйте и решите задачу для дан­ного случая.

Самостоятельная работа № 11

ДЕЙСТВИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПРОВОДНИК С ТОКОМ

Вариант 3

Начальный уровень


  1. По какой из приведенных ниже формул можно вычислить модуль индукции магнитного поля В по силе, действующей на проводник с током. Выберите правильное утверждение.

    1. FIl.





  2. Какое из приведенных ниже выражений характеризует силу действия магнитного поля на проводник с током? Выбе­рите правильное утверждение.

    1. BIl.

    2. BqV

    3. Eq

  3. Как изменится сила Ампера, действующая на прямолиней­ный проводник с током в однородном магнитном поле, при увеличении силы тока в 2 раза? Выберите правильное утверждение.

    1. Увеличится в 2 раза.

    2. Не изменится.

    3. Уменьшится в 2 раза.

Средний уровень

  1. 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 индукции магнитного поля.

  2. Какова индукция магнитного поля, в котором на проводник с током в 25 А действует сила 0,05 Н? Длина активной части проводника 5 см. Направление линий индукции и тока взаимно перпендикулярны.

Достаточный уровень

  1. На рисунке представлен проводник с то­ком, находящийся в магнитном поле. Сформулируйте и решите задачу для дан­ного случая.



  1. На рисунке представлен проводник с током, находящийся в магнитном поле. Сформулируйте и решите задачу для дан­ного случая.

Контрольные работы 8 класс

Контрольная работа № 1

«Тепловые явления»

Вариант 1
1.Как будет изменяться внутренняя энергия молока в кастрюле по мере его подогревания?

2.Какое количество теплоты необходимо для нагревания 200 г меди на 1°С?

3.Сколько энергии выделится при конденсации 2 кг спирта, взятого при температуре кипения?

4.Какой процесс отображает график – плавление или отвердевание и какого вещества? Какие процессы характеризуют части графика АВ, ВС, СD? При какой температуре началось и при какой температуре кончилось наблюдение? Сколько времени длилось охлаждение жидкости до температуры отвердевания?


5.Температура воды массой 5 кг повысилась от 7°С до 53°С при опускании в неё нагретой железной гири. Определите массу этой гири, если после опускания её в воду температура гири понизилась от 1103°С до 53°С.

6.Автомобиль равномерно движется по горизонтальной дороге. При сгорании топлива в двигателе автомобиля выделяется энергия 160 кДж. Какая часть этой энергии превратилась в конечном счёте в механическую, если КПД двигателя 45%?

Вариант 2
1.Сметану поставили в холодильник. Как изменилась внутренняя энергия сметаны?

2.Какое количество теплоты выделится при остывании алюминиевой детали массой 1 кг на 5°С?

3.Какое количество теплоты необходимо для плавления 200 г свинца, взятого при температуре плавления?

4.На рисунке показано изменение температуры двух жидкостей со временем. Какие это жидкости? Какому их состоянию соответствуют части графика АВ, ВС, CD? Объясните, почему часть линии графика параллельна оси времени.


5.На сколько градусов нагреется кусок меди массой 500 г, если ему сообщить такое же количество теплоты, которое пойдёт на нагревание воды массой 200 г от 10 до 60°С? 6.Определить мощность, развиваемую двигателем автомобиля, если на каждый километр пути при скорости 60 км/ч расходуется 74 г бензина. КПД двигателя 30%.



Контрольная работа № 2

«Основы термодинамики»

Вариант 1

1. Газ получил количество теплоты 400 Дж, его внутренняя энергия увеличилась на 300 Дж. Чему равна работа, совершённая газом?

2. Газ, расширяясь при давлении 2*105 Па совершает работу 0,2 кДж. Определите первоначальный объём газа, если конечный объём оказался равным 2,5*10-3 м3.

3. Автомобиль движется со скоростью 72 км/ч. Мощность двигателя 600 кВт, его КПД равен 30%. Определить расход бензина на 1 км пути.

Вариант 2

1. Газу передано количество теплоты 300 Дж, при этом он совершил работу 100 Дж. Чему равно изменение внутренней энергии газа?

2. В цилиндре объёмом 0,024 м3 находится газ, который расширяется под давлением 5*105 Па. Определите конечный объём газа, если при его расширении совершается работа в 1,5 кДж.

3. Двигатель мотороллера развивает мощность 3,31 кВт при скорости 58 км/ч. Сколько километров пройдёт мотороллер, расходуя 3,2 л бензина, если КПД двигателя 20%?



Контрольная работа № 3

«Электрическое поле»

Вариант 1
1. Какое из приведённых ниже выражений определяет понятие напряжённости электрического поля?

А. Физическая величина, равная силе, действующей на неподвижный единичный положительный точечный заряд.
Б. физическая величина, характеризующая способность тела к электрическим взаимодействиям.
В. физическая величина, характеризующая способность поля совершать работу по переносу электрического заряда в 1 Кл из одной точки поля в другую.

2. Какое из приведённых выражений характеризует электроёмкость конденсатора?
А. U/q
Б. qU.
В. q/U.

3. Точечным зарядом называется электрический заряд …
А. модуль которого во много раз меньше модуля заряда, с которым он взаимодействует.
Б. помещённый на теле, размеры которого малы по сравнению с расстоянием до другого тела, с которым он взаимодействует.
В. который помещён на материальную точку.

4. Какую работу совершает поле при перемещении заряда 5 нКл из точки с потенциалом 300 В в точку с потенциалом 100 В?

5. В некоторой точке поля на заряд 10-7 Кл действует сила 4*10-3 Н. Найти напряжённость поля в этой точке и определить заряд, создающий поле, если точка удалена от него на 0,3 м.

6. Два заряда по 4*10-8 Кл, разделённые слюдой толщиной 1 см, взаимодействуют с силой 1,8*10-2 Н. Определить диэлектрическую проницаемость слюды.

Вариант 2
1. Точечным зарядом называется электрический заряд …

А. модуль которого во много раз меньше модуля заряда, с которым он взаимодействует.
Б. помещённый на теле, размеры которого малы по сравнению с расстоянием до другого тела, с которым он взаимодействует.
В. который помещён на материальную точку.

2. Какое из приведённых ниже выражений определяет понятие напряжённости электрического поля?
А. Физическая величина, равная силе, действующей на неподвижный единичный положительный точечный заряд.
Б. физическая величина, характеризующая способность тела к электрическим взаимодействиям.
В. физическая величина, характеризующая способность поля совершать работу по переносу электрического заряда в 1 Кл из одной точки поля в другую.

3. Какое из приведённых выражений характеризует электроёмкость конденсатора?
А. U/q
Б. qU.
В. q/U.

4. В некоторой точке поля на заряд 3 нКл действует сила 0,6 мкН. Найти напряженность поля в этой точке?

5. При переносе из одной точки в другую заряда 2 нКл электрическое поле совершило работу 15 мкДж. Какова разность потенциалов между этими точками?

6. Два заряда по 3,3*10-8 Кл, разделённые слоем слюды, взаимо-действуют с силой 5*10-2 Н. Определить толщину слоя слюды, если её диэлектрическая проницаемость равна 8.



Контрольная работа № 4

«Постоянный электрический ток. Ток в различных средах»

Вариант 1
1.Какой заряд перемещается через сечение проводника, если ток проходит по нему с силой 2 А в течение 10 мин.

2.Определите напряжение на концах проводника, удельное сопротивление которого 0,4 Ом*мм2 /м , если его длина 6 м, а площадь поперечного сечения 0,08 мм2 . Сила тока, протекающего по проводнику, равна 0,6 А.

3.Реостат с сопротивлением 200 Ом полностью введен в электрическую цепь, сила в которой составляет 4 А. Вычислите количество теплоты, выделяемой на реостате в течение 10 мин.

4.Начертите схему электрической цепи, состоящей из источника тока,ключа и реостата последовательно. Включите в цепь вольтметр для измерения напряжения на реостате. Какое количество соединительных проводов потребуется для сборки этой цепи?

5.Никелирование металлического изделия с поверхностью в 120 см2 продолжалось 5 ч при силе тока 0,3 А. Определите толщину слоя никеля.
(ρ=8900 кг/м3, k=0,3*10-6кг/Кл)

Вариант 2
1. Сколько электронов проходит через поперечное сечение проводника за 10
9 с при силе тока 32*10-6 А.

2. Сила тока в проводнике 2,5 А, а напряжение на его концах составляет 220 В. Сколько метров проволоки сечением 0,4 мм2 потребуется для создания такого проводника, если удельное сопротивление провода равно 0,2 Ом*мм2 /м?

3. Электроплитка при силе тока в 4,5 А за 0,6ч выделила 1420 кДж тепла. Найдите сопротивление плитки и вычислите ее мощность.

4. Начертите схему электрической цепи, состоящей из источника тока, ключа и лампочки последовательно. Для измерения напряжения лампочки включите в цепь вольтметр. Какое количество соединительных проводов потребуется для сборки этой цепи?

5. Серебрение металлического изделия с поверхностью в 120 см2 продолжалось 5 ч при силе тока 0,3 А. Определите толщину слоя серебра.
(ρ=10500 кг/м3, k=1,118*10-6кг/Кл)



Контрольная работа № 5

«Электромагнитные явления»

Вариант 1
1.Выберите наиболее правильное продолжение фразы: «Магнитное поле оказывает силовое действие…»

А. …только на покоящиеся электрические заряды.
Б. …только на движущиеся электрические заряды.
В. …как на движущиеся, так и на покоящиеся электрические заряды.

2. Выберите наиболее правильное продолжение фразы: «Магнитные поля создаются…»
А. …как неподвижными, так и движущимися электрическими зарядами.
Б. …неподвижными электрическими зарядами.
В. …движущимися электрическими зарядами.

3.Что наблюдается в опыте Эрстеда? Выберите правильное утверждение.
А. Проводник с током действует на электрические заряды.
Б. Магнитная стрелка поворачивается вблизи проводника с током.
В. Магнитная стрелка поворачивается вблизи заряженного проводника.

4.Чем объясняется взаимодействие двух параллельных проводников с постоянным током? Выберите правильный ответ.
А. Взаимодействием электрических зарядов.
Б. Действием электрического поля одного проводника с током на ток в другом проводнике.
В. Действием магнитного поля одного проводника на ток в другом проводнике.

5. К одноименным магнитным полюсам подносят стальные булавки. Как расположатся булавки, если их отпустить?

А. Будут висеть отвесно.
Б. Головки притянутся друг к другу.
В. Головки оттолкнутся друг от друга.
Г. Однозначного ответа нет.

5. «Поворот магнитной стрелки вблизи проводника с током объясняется тем, что на неё действуют …». Выберите правильное утверждение. А. …магнитное поле, созданное движущимися в проводнике зарядами.
Б. …электрическое поле, созданное зарядами проводника.
В. …электрическое поле, созданное движущимися зарядами проводника.

6.Выберите наиболее правильное продолжение фразы: «Движущийся электрический заряд создаёт …»
А. …только электрическое поле.
Б. …как электрическое, так и магнитное поле.
В. …только магнитное поле.

7.Что наблюдалось в опыте Ампера? Выберите правильное утверждение.
А. Магнитная стрелка поворачивается вблизи проводника с током.
Б. Два проводника с током взаимодействуют друг с другом.
В. Две магнитные стрелки взаимодействуют друг с другом.

8.Как взаимодействуют токи, направленные так, как указано на рисунке?

9.Сформулировать и решить задачу:

10. На рисунке изображена катушка с током. Какой конец катушки обладает свойствами северного магнитного полюса?

Вариант 2
1. Магнитное поле существует:

А. вокруг неподвижных электрических зарядов;
Б. вокруг движущихся электрических зарядов;
В. как вокруг неподвижных, так вокруг движущихся электрических зарядов;
Г. независимо от наличия зарядов.

2. Как располагаются железные опилки в магнитном поле прямого тока?
А. Беспорядочно.
Б. По прямым линиям вдоль проводника.
В. По замкнутым кривым, охватывающим проводник.
Г. Определенно сказать нельзя.

3. Какой из перечисленных металлов сильно притягивается магнитом?
А. Чугун.
Б. Никель.
В. Кобальт.
Г. Сталь.

4. Стальной магнит ломают пополам. Какими магнитными свойствами будут обладать концы А и В на месте излома магнита?

А. Концы А и В магнитными свойствами обладать не будут.
Б. Конец А станет северным магнитным полюсом, а В — южным.
В. Конец В станет северным магнитным полюсом, а А — южным.
Г. Однозначно ответить нельзя.

5. «Поворот магнитной стрелки вблизи проводника с током объясняется тем, что на неё действуют …». Выберите правильное утверждение.
А. …магнитное поле, созданное движущимися в проводнике зарядами.
Б. …электрическое поле, созданное зарядами проводника.
В. …электрическое поле, созданное движущимися зарядами проводника.

6. Как направлены магнитные линии между полюсами дугообразного магнита?

А. От А к Б.
Б. От Б к А.
В. Беспорядочно.
Г. Однозначно сказать нельзя.

7. Около магнитных полюсов расположена магнитная стрелка. Какой из этих полюсов северный, а какой — южный?

А.А — северный, В — южный.
Б.А — южный, В — северный.
В.А — северный, В — северный.
Г.А — южный, В — южный.

8. Кто и когда впервые обнаружил взаимодействие проводника с током в магнитном поле?
А. Фарадей в 1832 г.
Б. Якоби в 1838 г.
В. Эрстед в 1820 г.
Г. Ладыгин в 1838 г.

9. Укажите направление движения проводника с током, находящегося в магнитном поле.

10. У какого географического полюса расположен северный магнитный полюс?



Контрольная работа № 6

«Световые явления»

Вариант 1
1. Угол между падающим и отражённым лучами составляет 60°. Под каким углом к зеркалу падает свет?

2. Оптическая сила линзы -2,5 дптр. Вычислите её фокусное расстояние. Какая это линза – рассеивающая или собирающая?

3. Какие линзы (собирающие или рассеивающие) в очках, предназначенных для близоруких людей? Ответ обоснуйте.

Вариант 2
1. При каком угле падения падающий и отражённый лучи составляют между собой прямой угол?

2. Оптическая сила линз у очков соответственно равна 1,25 дптр, 2 дптр и 5 дптр. У какой линзы фокусное расстояние меньше?

3. Какой дефект зрения (близорукость или дальнозоркость) у человека, пользующегося очками с собирающими линзами? Ответ обоснуйте.



Пишите нам:mailto:[email protected]


Индукция магнитного поля

54. Индукция магнитного поля

1. По горизонтальному проводнику длиной l = 20 см и массой m = 2 г течет ток силой I = 5 А. Определите магнитную индукцию В магнитного поля, в которое нужно поместить проводник, чтобы он висел, не падая (ускорение свободного падения принять равным 10 м/с2).

1) 20 мТл

2) 20 Тл

3) 2 Тл

4) 0,2 Тл

2. Что наблюдалось в опыта Ампера? Выберите правильное утверждение

1) Проводники с током притягивались друг к другу

2) Проводник с током поворачивался в магнитном поле Земли

3) Магнитная стрелка ориентировалась вблизи проводника с током

4) Две магнитных стрелки притягивались друг к другу

3. Куда направлена сила Ампера, действующая на проводник (см. рис.)?

1) Вправо

2) Влево

3) Вниз

4) Вверх

4. Какова индукция магнитного поля, в котором на проводник с током в 25 А действует сила 0,05 Н? Длина активной части проводника 5 см. Направление линий индукции и тока взаимно перпендикулярны

1) 0,4 Тл

2) 0,04 Тл

3) 4 мТл

4) 4 Тл

5. Назовите прибор (устройство), в котором используется поворот рамки с током в магнитном поле

1) Громкоговоритель

2) Амперметр

3) Электромагнит

4) Осциллограф

54. Индукция магнитного поля

1. По горизонтальному проводнику длиной l = 20 см и массой m = 2 г течет ток силой I = 5 А. Определите магнитную индукцию В магнитного поля, в которое нужно поместить проводник, чтобы он висел, не падая (ускорение свободного падения принять равным 10 м/с2).

1) 20 мТл

2) 20 Тл

3) 2 Тл

4) 0,2 Тл

2. Что наблюдалось в опыта Ампера? Выберите правильное утверждение

1) Проводники с током притягивались друг к другу

2) Проводник с током поворачивался в магнитном поле Земли

3) Магнитная стрелка ориентировалась вблизи проводника с током

4) Две магнитных стрелки притягивались друг к другу

3. Куда направлена сила Ампера, действующая на проводник (см. рис.)?

1) Вправо

2) Влево

3) Вниз

4) Вверх

4. Какова индукция магнитного поля, в котором на проводник с током в 25 А действует сила 0,05 Н? Длина активной части проводника 5 см. Направление линий индукции и тока взаимно перпендикулярны

1) 0,4 Тл

2) 0,04 Тл

3) 4 мТл

4) 4 Тл

5. Назовите прибор (устройство), в котором используется поворот рамки с током в магнитном поле

1) Громкоговоритель

2) Амперметр

3) Электромагнит

4) Осциллограф

Магнитное поле. Линии — материалы для подготовки к ЕГЭ по Физике

Автор статьи — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев

Темы кодификатора ЕГЭ: взаимодействие магнитов, магнитное поле проводника с током.

Магнитные свойства вещества известны людям давно. Магниты получили своё название от античного города Магнесия: в его окрестностях был распространён минерал (названный впоследствии магнитным железняком или магнетитом), куски которого притягивали железные предметы.

Взаимодействие магнитов

На двух сторонах каждого магнита расположены северный полюс и южный полюс. Два магнита притягиваются друг к другу разноимёнными полюсами и отталкиваются одноимёнными. Магниты могут действовать друг на друга даже сквозь вакуум! Всё это напоминает взаимодействие электрических зарядов, однако взаимодействие магнитов не является электрическим. Об этом свидетельствуют следующие опытные факты.

• Магнитная сила ослабевает при нагревании магнита. Сила же взаимодействия точечных зарядов не зависит от их температуры.

• Магнитная сила ослабевает, если трясти магнит. Ничего подобного с электрически заряженными телами не происходит.

• Положительные электрические заряды можно отделить от отрицательных (например, при электризации тел). А вот разделить полюса магнита не получается: если разрезать магнит на две части, то в месте разреза также возникают полюса, и магнит распадается на два магнита с разноимёнными полюсами на концах (ориентированных точно так же, как и полюса исходного магнита).

Таким образом, магниты всегда двухполюсные, они существуют только в виде диполей. Изолированных магнитных полюсов (так называемых магнитных монополей — аналогов электрического заряда)в при роде не существует (во всяком случае, экспериментально они пока не обнаружены). Это, пожалуй, самая впечатляющая асимметрия между электричеством и магнетизмом.

• Как и электрически заряженные тела, магниты действуют на электрические заряды. Однако магнит действует только на движущийся заряд; если заряд покоится относительно магнита, то действия магнитной силы на заряд не наблюдается. Напротив, наэлектризованное тело действует на любой заряд ,вне зависимости от того, покоится он или движется.

По современным представлениям теории близкодействия, взаимодействие магнитов осуществляется посредством магнитного поля.А именно, магнит создаёт в окружающем пространстве магнитное поле, которое действует на другой магнит и вызывает видимое притяжение или отталкивание этих магнитов.

Примером магнита служит магнитная стрелка компаса. С помощью магнитной стрелки можно судить о наличии магнитного поля в данной области пространства, а также о направлении поля.

Наша планета Земля является гигантским магнитом. Неподалёку от северного географического полюса Земли расположен южный магнитный полюс. Поэтому северный конец стрелки компаса, поворачиваясь к южному магнитному полюсу Земли, указывает на географический север. Отсюда, собственно, и возникло название «северный полюс» магнита.

Линии магнитного поля

Электрическое поле, напомним, исследуется с помощью маленьких пробных зарядов, по действию на которые можно судить о величине и направлении поля. Аналогом пробного заряда в случае магнитного поля является маленькая магнитная стрелка.

Например, можно получить некоторое геометрическое представление о магнитном поле, если разместить в разных точках пространства очень маленькие стрелки компаса. Опыт показывает, что стрелки выстроятся вдоль определённых линий —так называемых линий магнитного поля . Дадим определение этого понятия в виде следующих трёх пунктов.

1. Линии магнитного поля, или магнитные силовые линии — это направленные линии в пространстве, обладающие следующим свойством: маленькая стрелка компаса, помещённая в каждой точке такой линии, ориентируется по касательной к этой линии.

2. Направлением линии магнитного поля считается направление северных концов стрелок компаса, расположенных в точках данной линии.

3. Чем гуще идут линии, тем сильнее магнитное поле в данной области пространства.

Роль стрелок компаса с успехом могут выполнять железные опилки: в магнитном поле маленькие опилки намагничиваются и ведут себя в точности как магнитные стрелки.

Так, насыпав железных опилок вокруг постоянного магнита, мы увидим примерно следующую картину линий магнитного поля (рис. 1).

Рис. 1. Поле постоянного магнита

Северный полюс магнита обозначается синим цветом и буквой ; южный полюс — красным цветом и буквой . Обратите внимание, что линии поля выходят из северного полюса магнита и входят в южный полюс: ведь именно к южному полюсу магнита будет направлен северный конец стрелки компаса.

Опыт Эрстеда

Несмотря на то, что электрические и магнитные явления были известны людям ещё с античности, никакой взаимосвязи между ними долгое время не наблюдалось. В течение нескольких столетий исследования электричества и магнетизма шли параллельно и независимо друг от друга.

Тот замечательный факт, что электрические и магнитные явления на самом деле связаны друг с другом, был впервые обнаружен в 1820 году — в знаменитом опыте Эрстеда.

Схема опыта Эрстеда показана на рис. 2 (изображение с сайта rt.mipt.ru). Над магнитной стрелкой ( и — северный и южный полюсы стрелки) расположен металлический проводник, подключённый к источнику тока. Если замкнуть цепь, то стрелка поворачивается перпендикулярно проводнику!
Этот простой опыт прямо указал на взаимосвязь электричества и магнетизма. Эксперименты последовавшие за опытом Эрстеда, твёрдо установили следующую закономерность: магнитное поле порождается электрическими токами и действует на токи.

Рис. 2. Опыт Эрстеда

Картина линий магнитного поля, порождённого проводником с током, зависит от формы проводника.

Магнитное поле прямого провода с током

Линии магнитного поля прямолинейного провода с током являются концентрическими окружностями. Центры этих окружностей лежат на проводе, а их плоскости перпендикулярны проводу (рис. 3).

Рис. 3. Поле прямого провода с током

Для определения направления линий магнитного поля прямого тока существуют два альтернативных правила.

Правило часовой стрелки . Линии поля идут против часовой стрелки, если смотреть так, чтобы ток тёк на нас.

Правило винта (или правило буравчика, или правило штопора — это уж кому что ближе ;-)). Линии поля идут туда, куда надо вращать винт (с обычной правой резьбой), чтобы он двигался по резьбе в направлении тока.

Пользуйтесь тем правилом, которое вам больше по душе. Лучше привыкнуть к правилу часовой стрелки — вы сами впоследствии убедитесь, что оно более универсально и им проще пользоваться (а потом с благодарностью вспомните его на первом курсе, когда будете изучать аналитическую геометрию).

На рис. 3 появилось и кое-что новое: это вектор , который называется индукцией магнитного поля, или магнитной индукцией. Вектор магнитной индукции является аналогом вектора напряжённости электрического поля: он служит силовой характеристикой магнитного поля, определяя силу, с которой магнитное поле действует на движущиеся заряды.

О силах в магнитном поле мы поговорим позже, а пока отметим лишь, что величина и направление магнитного поля определяется вектором магнитной индукции . В каждой точке пространства вектор направлен туда же,куда и северный конец стрелки компаса, помещённой в данную точку, а именно по касательной к линии поля в направлении этой линии. Измеряется магнитная индукция в теслах (Тл).

Как и в случае электрического поля, для индукции магнитного поля справедлив принцип суперпозиции. Он заключается в том, что индукции магнитных полей , создаваемых в данной точке различными токами, складываются векторно и дают результирующий вектор магнитной индукции: .

Магнитное поле витка с током

Рассмотрим круговой виток, по которому циркулирует постоянный ток . Источник,создающий ток, мы на рисунке не показываем.

Картина линий поля нашего витка будет иметь приблизительно следующий вид (рис. 4).

Рис. 4. Поле витка с током

Нам будет важно уметь определять, в какое полупространство (относительно плоскости витка) направлено магнитное поле. Снова имеем два альтернативных правила.

Правило часовой стрелки. Линии поля идут туда, глядя откуда ток кажется циркулирующим против часовой стрелки.

Правило винта. Линии поля идут туда, куда будет перемещаться винт (с обычной правой резьбой), если вращать его в направлении тока.

Как видите, ток и поле меняются ролями — по сравнению с формулировками этих правил для случая прямого тока.

Магнитное поле катушки с током

Катушка получится, если плотно, виток к витку, намотать провод в достаточно длинную спираль (рис. 5 — изображение с сайта en.wikipedia.org). В катушке может быть несколько десятков, сотен или даже тысяч витков. Катушка называется ещё соленоидом.

Рис. 5. Катушка (соленоид)

Магнитное поле одного витка, как мы знаем, выглядит не очень-то просто. Поля? отдельных витков катушки накладываются друг на друга, и, казалось бы, в результате должна получиться совсем уж запутанная картина. Однако это не так: поле длинной катушки имеет неожиданно простую структуру (рис. 6).

Рис. 6. поле катушки с током

На этом рисунке ток в катушке идёт против часовой стрелки, если смотреть слева (так будет, если на рис. 5 правый конец катушки подключить к «плюсу» источника тока, а левый конец — к «минусу»). Мы видим, что магнитное поле катушки обладает двумя характерными свойствами.

1. Внутри катушки вдали от её краёв магнитное поле является однородным : в каждой точке вектор магнитной индукции одинаков по величине и направлению. Линии поля — параллельные прямые; они искривляются лишь вблизи краёв катушки, когда выходят наружу.

2. Вне катушки поле близко к нулю. Чем больше витков в катушке — тем слабее поле снаружи неё.

Заметим, что бесконечно длинная катушка вообще не выпускает поле наружу: вне катушки магнитное поле отсутствует. Внутри такой катушки поле всюду является однородным.

Ничего не напоминает? Катушка является «магнитным» аналогом конденсатора. Вы же помните, что конденсатор создаёт внутри себя однородное электрическое поле, линии которого искривляются лишь вблизи краёв пластин, а вне конденсатора поле близко к нулю; конденсатор с бесконечными обкладками вообще не выпускает поле наружу, а всюду внутри него поле однородно.

А теперь — главное наблюдение. Сопоставьте, пожалуйста, картину линий магнитного поля вне катушки (рис. 6) с линиями поля магнита на рис. 1. Одно и то же, не правда ли? И вот мы подходим к вопросу, который, вероятно, у вас уже давно возник: если магнитное поле порождается токами и действует на токи, то какова причина возникновения магнитного поля вблизи постоянного магнита? Ведь этот магнит вроде бы не является проводником с током!

Гипотеза Ампера. Элементарные токи

Поначалу думали, что взаимодействие магнитов объясняется особыми магнитными зарядами, сосредоточенными на полюсах. Но, в отличие от электричества, никто не мог изолировать магнитный заряд; ведь, как мы уже говорили, не удавалось получить по отдельности северный и южный полюс магнита — полюса всегда присутствуют в магните парами.

Сомнения насчёт магнитных зарядов усугубил опыт Эрстеда, когда выяснилось, что магнитное поле порождается электрическим током. Более того, оказалось, что для всякого магнита можно подобрать проводник с током соответствующей конфигурации, такой, что поле этого проводника совпадает с полем магнита.

Ампер выдвинул смелую гипотезу. Нет никаких магнитных зарядов. Действие магнита объясняется замкнутыми электрическими токами внутри него.

Что это за токи? Эти элементарные токи циркулируют внутри атомов и молекул; они связаны с движением электронов по атомным орбитам. Магнитное поле любого тела складывается из магнитных полей этих элементарных токов.

Элементарные токи могут быть беспорядочным образом расположены друг относительно друга. Тогда их поля взаимно погашаются, и тело не проявляет магнитных свойств.

Но если элементарные токи расположены согласованно,то их поля,складываясь,усиливают друг друга. Тело становится магнитом (рис. 7; магнитое поле будет направлено на нас; также на нас будет направлен и северный полюс магнита).

Рис. 7. Элементарные токи магнита

Гипотеза Ампера об элементарных токах прояснила свойства магнитов.Нагревание и тряска магнита разрушают порядок расположения его элементарных токов, и магнитные свойства ослабевают. Неразделимость полюсов магнита стала очевидной: в месте разреза магнита мы получаем те же элементарные токи на торцах. Способность тела намагничиваться в магнитном поле объясняется согласованным выстраиванием элементарных токов, «поворачивающихся» должным образом (о повороте кругового тока в магнитном поле читайте в следующем листке).

Гипотеза Ампера оказалась справедливой — это показало дальнейшее развитие физики. Представления об элементарных токах стали неотъемлемой частью теории атома, разработанной уже в ХХ веке — почти через сто лет после гениальной догадки Ампера.

Повторение темы «Электромагнитные явления». Физика. 9 класс.

Повторение темы «Электромагнитные явления».

Цели: 1)обучающая.: Повторение следующих элементов содержания: Опыт Эрстеда. Магнитное поле прямого проводника с током. Линии магнитной индукции. Электромагнит. Магнитное поле постоянного магнита. Взаимодействие постоянных магнитов. Опыт Ампера. Взаимодействие двух параллельных проводников с током. Действие магнитного поля на проводник с током. Направление и модуль силы Ампера:FА = I ⋅ B ⋅ l ⋅ sinα. Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея. Переменный электрический ток. Электромагнитные колебания и волны. Шкала электромагнитных волн;

2)развивающая.: обобщение;

3)воспитывающая.: самодисциплину.

Ход урока.

1.Организационный момент.

2. Актуализация знаний и определение темы урока.

На слайде представлены основные элементы содержания темы «Электромагнитные явления».

Учащие определяют тему урока. Поскольку все представленные элементы уже изучены, значит тема урока – «Повторение темы «Электромагнитные явления».

3. Постановка целей и задач.

Учащие определяют цель и задачи урока. Как подсказка на учительском столе лежит сборник заданий для подготовке к ОГЭ по физике.

Возможные варианты: Будем повторять физические явления и величины путем решения задач различных типов, представленных на экзамене по физике.

4. Определение формы работы.

Фронтальная и индивидуальная. План работы:

Краткое теоретическое повторение основных элементов содержания темы по слайдам.

К каждому слайду учащиеся должны сформулировать краткое пояснение: название опыта (правила, явления и т.д.), описание или формулировка.

Например:

На данном слайде изображен опыт Эрстеда. Этот опыт демонстрирует появление магнитного поля вокруг проводника с током.

Остальные слайды:

5. Повторение структуры ОГЭ.

6. Индивидуальная работа по решению задач (см. приложение). Использованы материалы сайта https://phys-oge.sdamgia.ru/

7. Выполнение работы.

Учитель предлагает учащимся выполнить определенные задания в соответствии с их умениями. Т.о. получается, что некоторые задания выполняют несколько учащихся одновременно.

8. Представление результатов работы.

В порядке, определенном учителем, учащиеся представляют выполненные задания. Далее идет обсуждение, высказывание других мнений и версий. Если требуется записать решение, выходят к доске. Остальные записывают в тетрадь приведенное решение.

9. Рефлексия. Учащиеся высказываются:

10. Д/з: дорешать предложенный вариант заданий.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Часть 1. Задания с выбором ответа. ​​​​​​​

На рисунке представлена картина линий магнитного поля от двух полосовых магнитов, полученная с помощью железных опилок. Каким полюсам полосовых магнитов, судя по расположению магнитной стрелки, 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

Ответ: 2.

Между по­лю­са­ми постоянного маг­ни­та помещен про­вод­ник с током, на­прав­ле­ние которого по­ка­за­но на рисунке. По какой из стрелок: 1, 2, 3 или 4 — будет на­прав­ле­на сила, дей­ству­ю­щая на про­вод­ник с током?

 

1) 1

2) 2

3) 3

4) 4

Ответ: 4.

Катушка 1 замкнута на гальванометр и вставлена в катушку 2, через которую пропускают ток. График зависимости силы тока I, протекающего в катушке 2, от времени t показан на рисунке.

Индукционный ток в катушке 1 будет наблюдаться в период времени

 

1) только от 0 до t1

2) только от t2 до t3

3) только от t3 до t4

4) от 0 до t1 и от t2 до t3

Ответ: 4.

Проводник с током находится между полюсами постоянного магнита (см. рисунок).

 

 

Сила, действующая со стороны магнитного поля на проводник с током, направлена

 

1) направо

2) налево

3) вниз

4) вверх

Ответ: 3.

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

 

1) образуются маг­нит­ные полюса: на конце 1 — се­вер­ный полюс, на конце 2 — южный полюс

2) образуются маг­нит­ные полюса: на конце 1 — южный полюс, на конце 2 — се­вер­ный полюс

3) скапливаются элек­три­че­ские заряды: на конце 1 — от­ри­ца­тель­ный заряд, на конце 2 — по­ло­жи­тель­ный заряд

4) скапливаются элек­три­че­ские заряды: на конце 1 — по­ло­жи­тель­ный заряд, на конце 2 — от­ри­ца­тель­ный заряд

Ответ: 1.

К маг­нит­ной стрел­ке мед­лен­но под­нес­ли спра­ва по­сто­ян­ный магнит, как по­ка­за­но на рисунке. Как повернётся маг­нит­ная стрелка?

 

1) на 90° по ча­со­вой стрелке

2) на 90° про­тив ча­со­вой стрелки

3) на 45° по ча­со­вой стрелке

4) никак не повернётся

Ответ: 2.

Часть 1. Задания с ответом в виде набора цифр.

На ри­сун­ке пред­став­ле­на элек­три­че­ская схема, ко­то­рая со­дер­жит ис­точ­ник тока, про­вод­ник AB, ключ и реостат. Про­вод­ник AB помещён между по­лю­са­ми по­сто­ян­но­го магнита.

 

 

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

 

1) Маг­нит­ные линии поля по­сто­ян­но­го маг­ни­та в об­ла­сти рас­по­ло­же­ния про­вод­ни­ка AB на­прав­лены вер­ти­каль­но вверх.

2) Элек­три­че­ский ток, про­те­ка­ю­щий в про­вод­ни­ке AB, создаёт од­но­род­ное маг­нит­ное поле.

3) При за­мкну­том ключе элек­три­че­ский ток в про­вод­ни­ке имеет на­прав­ле­ние от точки A к точке B.

4) При за­мкну­том ключе про­вод­ник будет вы­тал­ки­вать­ся из об­ла­сти маг­ни­та вправо.

5) При пе­ре­ме­ще­нии пол­зун­ка рео­ста­та впра­во сила Ампера, дей­ству­ю­щая на про­вод­ник AB, уменьшится.

 

Ответ: 45.

На ри­сун­ке изоб­ра­же­на шкала элек­тро­маг­нит­ных волн.

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

1) Элек­тро­маг­нит­ные волны ча­сто­той 3 · 103 ГГц при­над­ле­жат толь­ко радиоизлучению.

2) Элек­тро­маг­нит­ные волны ча­сто­той 5 · 104 ГГц при­над­ле­жат ин­фра­крас­но­му излучению.

3) Уль­тра­фи­о­ле­то­вые лучи имеют боль­шую длину волны по срав­не­нию с ин­фра­крас­ны­ми лучами.

4) Элек­тро­маг­нит­ные волны дли­ной волны 1 м при­над­ле­жат радиоизлучению.

5) В ва­ку­у­ме рент­ге­нов­ские лучи имеют боль­шую ско­рость рас­про­стра­не­ния по срав­не­нию с ви­ди­мым светом.

Ответ: 24.

Две ка­туш­ки на­де­ты на же­лез­ный сер­деч­ник (см. рис. 1). Через первую катушку про­те­ка­ет пе­ре­мен­ный ток. Гра­фик за­ви­си­мо­сти силы тока от вре­ме­ни пред­став­лен на ри­сун­ке 2. Вто­рая ка­туш­ка за­мкну­та на гальванометр.

 

 

Выберите из пред­ло­жен­но­го пе­реч­ня два вер­ных утверждения. Ука­жи­те их номера.

 

1) Заряд, про­шед­ший через первую катушку в ин­тер­ва­ле вре­ме­ни от 20 с до 40 с, равен 40 Кл.

2) В ин­тер­ва­ле вре­ме­ни от 20 с до 40 с в ка­туш­ке 2 воз­ни­ка­ет ин­дук­ци­он­ный ток.

3) В ин­тер­ва­ле вре­ме­ни от 50 с до 60 с маг­нит­но­го поля в ка­туш­ке 1 не возникает.

4) Мак­си­маль­ный ин­дук­ци­он­ный ток в ка­туш­ке 2 воз­ни­ка­ет в ин­тер­ва­ле вре­ме­ни от 0 до 20 с.

5) Заряд, про­шед­ший через вто­рую ка­туш­ку в ин­тер­ва­ле вре­ме­ни от 20 с до 40 с, равен 80 Кл.

 

Ответ: 13.

Часть 1. Расчетная задача.

На какую длину волны нужно настроить радиоприемник, чтобы слушать радиостанцию, которая вещает на частоте 106,2 МГц?

Ответ: 2,825 м.

Проводник длиной 1,5 м расположен в однородном магнитном поле с индукцией 0,8 Тл перпендикулярно линиям магнитной индукции. Определите силу тока в нем, если сила, действующая на проводник, равна 24 Н.

Ответ: 20 А.

На рисунке представлен график зависимости силы тока в проводнике от времени. Какую частоту имеет электромагнитная волна, излучаемая этим проводником?

Ответ: 500 Гц.

Часть 1. Задания по тексту.

Прочитайте текст и выполните задания.

Полярные сияния

Полярное сияние — одно из самых красивых явлений в природе. Формы полярного сияния очень разнообразны: то это своеобразные светлые столбы, то изумрудно-зелёные с красной бахромой пылающие длинные ленты, расходящиеся многочисленные лучи-стрелы, а то и просто бесформенные светлые, иногда цветные пятна на небе.

Причудливый свет на небе сверкает, как пламя, охватывая порой больше чем полнеба. Эта фантастическая игра природных сил длится несколько часов, то угасая, то разгораясь.

Полярные сияния чаще всего наблюдаются в приполярных регионах, откуда и происходит это название. Полярные сияния могут быть видны не только на далёком Севере, но и южнее. Например, в 1938 году полярное сияние наблюдалось на южном берегу Крыма, что объясняется увеличением мощности возбудителя свечения — солнечного ветра.

Начало изучению полярных сияний положил великий русский учёный М. В. Ломоносов, высказавший гипотезу о том, что причиной этого явления служат электрические разряды в разреженном воздухе.

Опыты подтвердили научное предположение учёного.

Полярные сияния — это электрическое свечение верхних очень разреженных слоёв атмосферы на высоте (обычно) от 80 до 1000 км. Свечение это происходит под влиянием быстро движущихся электрически заряженных частиц (электронов и протонов), приходящих от Солнца. Взаимодействие солнечного ветра с магнитным полем Земли приводит к повышенной концентрации заряженных частиц в зонах, окружающих геомагнитные полюса Земли. Именно в этих зонах и наблюдается наибольшая активность полярных сияний.

Столкновения быстрых электронов и протонов с атомами кислорода и азота приводят атомы в возбуждённое состояние. Выделяя избыток энергии, атомы кислорода дают яркое излучение в зелёной и красной областях спектра, молекулы азота — в фиолетовой. Сочетание всех этих излучений и придаёт полярным сияниям красивую, часто меняющуюся окраску. Такие процессы могут происходить только в верхних слоях атмосферы, потому что, во-первых, в нижних плотных слоях столкновения атомов и молекул воздуха друг с другом сразу отнимают у них энергию, получаемую от солнечных частиц, а во-вторых, сами космические частицы не могут проникнуть глубоко в земную атмосферу.

Полярные сияния происходят чаще и бывают ярче в годы максимума солнечной активности, а также в дни появления на Солнце мощных вспышек и других форм усиления солнечной активности, так как с её повышением усиливается интенсивность солнечного ветра, который является причиной возникновения полярных сияний.

20. Полярным сиянием называют

A) миражи на небе;

Б) образование радуги;

B) свечение некоторых слоев атмосферы.

 

Правильным ответом является

 

1) только А

2) только Б

3) только В

4) Б и В

 

Правильный ответ указан под номером 3.

 

Примечание.

Заряженные частицы, летящие из космоса, двигающиеся вдоль магнитных линий Земли, сталкиваются с с частицами атмосферы, вызывая свечение последних. Проекции этих светящихся колец на поверхность Земли называются полярным сиянием.

21. Что придает окраску полярному сиянию? Выберите два верных утверждения.

1) Повышенная концентрация заряженных частиц;

2) Излучение энергии атомами кислорода и молекулами азота ;

3) Столкновение быстрых электронов и протонов;

4) Проникновение космических частиц глубоко в земную атмосферу.

Правильный ответ: 2.

Часть 2.

Задание по тексту.

22. В каких ча­стях зем­ной ат­мо­сфе­ры на­блю­да­ет­ся наи­боль­шая ак­тив­ность по­ляр­ных сияний? Дать полный развернутый ответ.

Решение: наибольшая активность полярных сияний наблюдается в зонах, окружающих геомагнитные полюса Земли.

Объяснение: Вза­и­мо­дей­ствие сол­неч­но­го ветра с маг­нит­ным полем Земли при­во­дит к по­вы­шен­ной кон­цен­тра­ции за­ря­жен­ных ча­стиц в зонах, окру­жа­ю­щих гео­маг­нит­ные по­лю­са Земли. Имен­но в этих зонах и на­блю­да­ет­ся наи­боль­шая ак­тив­ность по­ляр­ных си­я­ний.

22. Можно ли утверждать, что Земля — единственная планета Солнечной системы, где возможны полярные сияния? Ответ поясните.

Решение: нельзя утверждать, что Земля — единственная планета Солнечной системы, где можно наблюдать полярные сияния.

Объяснение: если планета имеет собственное магнитное поле и атмосферу, то вероятность возникновения полярных сияний очень велика.

Часть 2. Качественные задачи.

Из какого материала — стали или дерева — следует строить научно-исследовательские суда для изучения магнитного поля Земли? Ответ поясните.

Ответ: из дерева.

Обоснование: суда для изучения магнитного поля следует строить из немагнитных материалов. Стальные детали судна, намагничиваясь, могут своим магнитным полем помешать точным измерениям магнитного поля Земли.

Железный кубик, лежащий на гладкой горизонтальной поверхности, притягивается к северному полюсу постоянного полосового магнита, скользя по этой поверхности. Как движется кубик: равномерно, равноускоренно или с постоянно возрастающим по модулю ускорением? Ответ поясните.

Ответ: кубик движется с постоянно возрастающим по модулю ускорением.

Обоснование: так как сила притяжения со стороны полюса постоянного магнита возрастает по мере приближения железного кубика к полюсу, то согласно второму закону Ньютона ускорение кубика будет возрастать по мере его приближения к этому полюсу.

Кольцо из медной проволоки быстро вращается между полюсами сильного магнита (см. рисунок). Будет ли происходить нагревание кольца? Ответ поясните.

Ответ: будет.

Объяснение: при вращении замкнутого контура из проводника в постоянном магнитном поле будет изменяться магнитный поток через этот контур. При изменении магнитного потока по закону Фарадея будет возникать ЭДС индукции. Поскольку контур замкнутый, в нём будет протекать ток индукции, который будет оказывать тепловое действие.

В каком случае колебания стрелки компаса затухают быстрее: в случае, когда корпус компаса изготовлен из меди, или из пластмассы? Ответ поясните.

Ответ: В случае медного корпуса затухание будет проходить быстрее.

Объяснение: при колебаниях магнитной стрелки в проводящем корпусе (в данном случае, медном) будет возникать индукционный ток. Магнитное поле индукционного тока будет взаимодействовать с магнитной стрелкой, замедляя её движение.

Часть 2.Задачи с развернутым ответом.

В горизонтальном однородном магнитном поле на горизонтальных проводящих рельсах перпендикулярно линиям магнитной индукции расположен горизонтальный проводник массой 4 г (см. рис.). Через проводник пропускают электрический ток, при силе тока в 10 А вес проводника становится равным нулю. Чему равно расстояние между рельсами? Модуль вектора магнитной индукции равен 0,02 Тл.

Ответl = 0,2 м.

Горизонтальный про­вод­ник дли­ной 25 см, элек­три­че­ское со­про­тив­ле­ние ко­то­ро­го равно 2,4 Ом, под­ве­шен на двух тон­ких вер­ти­каль­ных изо­ли­ру­ю­щих нитях в го­ри­зон­таль­ном од­но­род­ном маг­нит­ном поле ин­дук­ци­ей 0,02 Тл пер­пен­ди­ку­ляр­но ли­ни­ям маг­нит­ной индукции. Какое на­пря­же­ние при­ло­жи­ли к проводнику, если общее на­тя­же­ние нитей после за­мы­ка­ния ключа уве­ли­чи­лось на 20 мН?

Ответ: 9,6 В.

Прямолинейный проводник, имеющий длину 50 см и массу 5 г, подвешен горизонтально на двух проводниках в горизонтальном однородном магнитном поле с индукцией 0,05 Тл (см. рисунок). При пропускании через проводник электрического тока натяжение вертикальных проводников увеличилось в 2 раза. Чему равна сила тока?

 

Ответ: 2 А.

Анализ эксперимента.

Изучая маг­нит­ные свойства электромагнита, уче­ник собрал элек­три­че­скую схему, со­дер­жа­щую катушку, на­мо­тан­ную на же­лез­ный сердечник, и уста­но­вил рядом с ка­туш­кой магнитную стрел­ку (см. рис. 1). При про­пус­ка­нии через ка­туш­ку электрического тока маг­нит­ная стрелка по­во­ра­чи­ва­ет­ся (рис. 2 и 3).

Какие утвер­жде­ния соответствуют ре­зуль­та­там проведённых экс­пе­ри­мен­таль­ных наблюдений? Из пред­ло­жен­но­го перечня утвер­жде­ний выберите два правильных. Ука­жи­те их номера.

 

1) Катушка при про­хож­де­нии через неё элек­три­че­ско­го тока при­об­ре­та­ет свойства магнита.

2) Магнитные свой­ства катушки за­ви­сят от ко­ли­че­ства её витков.

3) При уве­ли­че­нии электрического тока, про­те­ка­ю­ще­го через катушку, маг­нит­ное действие ка­туш­ки усиливается.

4) При из­ме­не­нии направления элек­три­че­ско­го тока, про­те­ка­ю­ще­го через катушку, на­маг­ни­чен­ность железного сердечника, рас­по­ло­жен­но­го внутри катушки, ме­ня­лась на противоположную.

5) Левому торцу же­лез­но­го сердечника (торцу № 2) на рис. 2 со­от­вет­ству­ет южный полюс электромагнита.

 

Ответ: 14.

Магнитное поле, связанное с током | Электромагнетизм

10.2 Магнитное поле, связанное с током (ESBPS)

Если вы держите компас рядом с проводом, через который проходит ток течет, стрелка компаса отклоняется.

Поскольку компасы работают, указывая вдоль силовых линий магнитного поля, это означает, что рядом с проводом, по которому течет ток, должно быть магнитное поле.

Магнитное поле, создаваемое электрическим током, всегда ориентированы перпендикулярно направлению тока.Ниже приведен эскиз того, как выглядит магнитное поле вокруг провода, когда по нему течет ток. Мы используем \ (\ vec {B} \) для обозначения магнитного поля и стрелки на силовых линиях, чтобы показать направление магнитного поля. Обратите внимание на , что если нет тока, не будет магнитного поля.

Направление тока в проводе (проводе) показано центральной стрелкой. Кружки являются линиями поля, и они также имеют направление, указанное стрелками на линиях.Как и в случае с линиями электрического поля, чем больше количество линий (или чем они ближе друг к другу) в области, тем сильнее магнитное поле.

Важно: Все наши обсуждения направлений поля предполагают, что мы имеем дело с условным током .

Чтобы визуализировать эту ситуацию, поставьте ручку или карандаш прямо на стол. Круги центрируются вокруг карандаша или ручки и должны быть нарисованы параллельно поверхности стола.Кончик ручки или карандаша должен указывать в направлении тока.

Вы можете посмотреть на карандаш или ручку сверху, и карандаш или ручка будет точкой в ​​центре кругов. Направление силовых линий магнитного поля в этой ситуации — против часовой стрелки.

Чтобы было легче увидеть, что происходит, мы будем рисовать только один набор круговых линий полей, но учтите, что это только для иллюстрации.

Если вы положите лист бумаги за карандаш и посмотрите на него сбоку, то увидите, что круговые линии поля расположены сбоку, и трудно понять, что они круглые.Они проходят через бумагу. Помните, что линии поля имеют направление, поэтому, когда вы смотрите на лист бумаги сбоку, это означает, что круги входят в бумагу с одной стороны карандаша и выходят из бумаги с другой стороны.

Когда рисуем направления магнитных полей и токов, используем символы \ (\ odot \) и \ (\ otimes \). Символ \ (\ odot \) представляет собой стрелка, выходящая со страницы, и символ \ (\ время \) представляет собой стрелку, ведущую на страницу.

Значения символов легко запомнить, если вы подумаете о стрела с острым концом на голове и хвост с перьями в форме креста.

Датский физик Ганс Кристиан Эрстед однажды в 1820 году читал лекцию о возможности связи электричества и магнетизма друг с другом и в процессе убедительно продемонстрировал это с помощью эксперимента перед всем своим классом. Пропуская электрический ток через металлический провод, подвешенный над магнитным компасом, Эрстед смог вызвать определенное движение стрелки компаса в ответ на ток.То, что начиналось как предположение в начале занятия, в конце подтвердилось как факт. Излишне говорить, что Эрстеду пришлось пересматривать свои конспекты лекций для будущих уроков. Его открытие открыло дорогу совершенно новой отрасли науки — электромагнетизму.

Теперь мы рассмотрим три примера токоведущих проводов. Для каждого примера мы определим магнитное поле и проведем силовые линии магнитного поля вокруг проводника.

Магнитное поле вокруг прямого провода (ESBPT)

Направление магнитного поля вокруг токоведущей проводник показан на рисунке 10.1.

Рисунок 10.1: Магнитное поле вокруг проводника, когда вы смотрите на проводник с одного конца. (а) Ток течет со страницы и магнитное поле против часовой стрелки. (б) Ток течет в страницы, а магнитное поле — по часовой стрелке. Рисунок 10.2: Магнитные поля вокруг проводника, смотрящего на проводник сверху вниз. (а) Ток течет по часовой стрелке. (б) ток течет против часовой стрелки.

Направление магнитного поля

Используя направления, приведенные на Рисунке 10.1 и 10.2 попытаемся найти правило, которое легко скажет вам направление магнитного поля.

Подсказка: используйте пальцы. Возьмите проволоку в руки и попытайтесь найти связь между направлением большого пальца и направлением их сгибания.

Существует простой метод определения зависимости между направлением тока, протекающего в проводнике, и направлением магнитного поля вокруг того же проводника. Метод называется Правило правой руки .Проще говоря, Правило правой руки гласит, что силовые линии магнитного поля, создаваемые токоведущим проводом, будут ориентированы в том же направлении, что и согнутые пальцы правой руки человека (в положении «автостоп»), при этом большой палец должен указывать внутрь. направление тока.

Ваша правая и левая рука уникальны в том смысле, что вы не можете повернуть одну из них, чтобы она находилась в том же положении, что и другая. Это означает, что важна правая часть правила. Вы всегда получите неправильный ответ, если воспользуетесь не той рукой.

Правило правой руки

Используйте Правило правой руки, чтобы нарисовать направления магнитных полей для следующих проводников с токами, текущими в направлениях, показанных стрелками. Первая задача была выполнена за вас.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

Магнитное поле вокруг токоведущего проводника

Аппарат

  1. один \ (\ text {9} \) \ (\ text {V} \) аккумулятор с держателем

  2. два соединительных провода с зажимами типа «крокодил»

  3. компас

  4. секундомер

Метод

  1. Подключите провода к батарее, оставив один конец каждого провода неподключенным, чтобы цепь не замкнулась.

  2. Обязательно ограничивайте ток до \ (\ text {10} \) \ (\ text {seconds} \) за раз (вы можете спросить, у провода очень маленькое сопротивление, поэтому батарея разряжается квартира очень быстро). Это сделано для продления срока службы батареи, а также для предотвращения перегрева проводов и контактов батареи.

  3. Поднесите компас к проводу.

  4. Замкните цепь и посмотрите, что происходит с компасом.

  5. Поменяйте полярность батареи и замкните цепь. Понаблюдайте, что происходит с компасом.

Выводы

Используйте свои наблюдения, чтобы ответить на следующие вопросы:

  1. Создает ли ток, протекающий по проводу, магнитное поле?

  2. Присутствует ли магнитное поле, когда ток не течет?

  3. Зависит ли направление магнитного поля, создаваемого током в проводе, от направления тока?

  4. Как направление тока влияет на магнитное поле?

Магнитное поле вокруг токоведущей петли (ESBPV)

До сих пор мы рассматривали только прямые провода, по которым проходит ток, и магнитные поля вокруг них.Мы собираемся изучить магнитное поле, создаваемое кольцевыми витками провода, по которому проходит ток, потому что это поле имеет очень полезные свойства. Например, вы увидите, что мы можем создать однородное магнитное поле.

Магнитное поле вокруг петли проводника

Представьте себе две петли из проволоки, по которым течет ток (в противоположных направлениях) и которые параллельны странице вашей книги. Используя Правило правой руки, нарисуйте то, что, по вашему мнению, будет выглядеть магнитное поле в разных точках вокруг каждой из двух петель.В петле 1 ток течет против часовой стрелки, а в петле 2 ток течет по часовой стрелке.

Если вы сделаете петлю из проводника с током, то направление магнитного поля определяется применением правила правой руки к различным точкам петли.

Обратите внимание, что существует разновидность правила правой руки. Если вы заставите пальцы правой руки следовать направлению тока в петле, ваш большой палец будет указывать в том направлении, где выходят силовые линии.Это похоже на северный полюс (где силовые линии выходят из стержневого магнита) и показывает, какая сторона петли будет притягивать северный полюс стержневого магнита.

Магнитное поле вокруг соленоида (ESBPW)

Если мы теперь добавим еще одну петлю с током в том же направлении, то магнитное поле вокруг каждой петли можно будет сложить вместе, чтобы создать более сильное магнитное поле. Катушка из множества таких петель называется соленоидом . Соленоид — это цилиндрическая катушка с проволокой, действующая как магнит, когда электрический ток течет по проволоке.Картина магнитного поля вокруг соленоида аналогична картине магнитного поля вокруг стержневого магнита, который вы изучали в 10-м классе, у которого были определенные северный и южный полюсы, как показано на рисунке 10.3.

Рисунок 10.3: Магнитное поле вокруг соленоида.

Реальные приложения (ESBPX)

Электромагниты

Электромагнит представляет собой кусок провода, предназначенный для создания магнитного поля при прохождении через него электрического тока. Хотя все проводники с током создают магнитные поля, электромагнит обычно сконструирован таким образом, чтобы максимизировать силу магнитного поля, которое он создает для специальной цели.Электромагниты обычно используются в исследованиях, промышленности, медицине и потребительских товарах. Примером обычно используемого электромагнита являются защитные двери, например на дверях магазинов, которые открываются автоматически.

Как электрически управляемый магнит, электромагниты являются частью широкого спектра «электромеханических» устройств: машин, которые создают механическую силу или движение за счет электроэнергии. Возможно, наиболее очевидным примером такой машины является электродвигатель , который будет подробно описан в Grade 12.Другими примерами использования электромагнитов являются электрические звонки, реле, громкоговорители и краны для свалок.

Электромагниты

Цель

Магнитное поле создается, когда электрический ток течет по проводу. Одиночный провод не создает сильного магнитного поля, в отличие от провода, намотанного на железный сердечник. Мы исследуем это поведение.

Аппарат

  1. аккумулятор и держатель

  2. длина провода

  3. компас

  4. несколько гвоздей

Метод

  1. Если вы еще не проводили предыдущий эксперимент в этой главе, сделайте это сейчас.

  2. Согните провод в несколько катушек перед тем, как прикрепить его к батарее. Посмотрите, что происходит с отклонением стрелки компаса. Прогиб компаса стал сильнее?

  3. Повторите эксперимент, изменив количество и размер витков в проводе. Посмотрите, что происходит с отклонением по компасу.

  4. Намотайте проволоку на железный гвоздь, а затем прикрепите катушку к батарее.Посмотрите, что происходит с отклонением стрелки компаса.

Выводы

  1. Влияет ли количество катушек на силу магнитного поля?

  2. Железный гвоздь увеличивает или уменьшает силу магнитного поля?

Воздушные линии электропередачи и окружающая среда

Физическое воздействие

Линии электропередач — обычное явление для всей страны.Эти линии подводят электричество от электростанций к нашим домам и офисам. Но эти линии электропередач могут иметь негативное воздействие на окружающую среду. Одна из опасностей, которые они представляют, — это летающие на них птицы. Защитник природы Джессика Шоу провела последние несколько лет, изучая эту угрозу. Фактически, линии электропередач представляют собой основную угрозу для синего журавля, национальной птицы Южной Африки, в Кару.

«Нам повезло, что в Южной Африке обитает широкий спектр видов птиц, в том числе много крупных птиц, таких как журавли, аисты и дрофы.К сожалению, существует множество линий электропередач, которые могут воздействовать на птиц двояко. Они могут быть поражены электрическим током, когда садятся на некоторые типы пилонов, а также могут быть убиты, столкнувшись с линией, если они влетят в нее, либо от удара о веревку, либо после удара о землю. Эти столкновения часто случаются с крупными птицами, которые слишком тяжелы, чтобы избежать линии электропередачи, если они видят ее только в последнюю минуту. Другие причины, по которым птицы могут столкнуться, включают плохую погоду, полет стаями и отсутствие опыта у молодых птиц.

В течение последних нескольких лет мы изучали серьезное влияние столкновений линий электропередач на «Голубых журавлей» и «Дроф Людвига». Это два наших эндемичных вида, а это значит, что они встречаются только в южной части Африки. Это большие птицы, которые живут долго и медленно размножаются, поэтому популяции могут не восстановиться после высокой смертности. Мы прошли и проехали под линиями электропередач через Оверберг и Кару, чтобы подсчитать мертвых птиц. Данные показывают, что ежегодно тысячи этих птиц гибнут в результате столкновений, а дрофа Людвига теперь внесена в список исчезающих видов из-за такого высокого уровня неестественной смертности.Мы также ищем способы уменьшить эту проблему и работаем с Eskom над тестированием различных устройств для маркировки линий. Когда на линиях электропередач вешают маркеры, птицы могут видеть линию электропередач с большого расстояния, что дает им достаточно времени, чтобы избежать столкновения ».

Воздействие полей

Тот факт, что вокруг линий электропередачи создается поле, означает, что они потенциально могут иметь воздействие на расстоянии. Это было изучено и продолжает оставаться предметом серьезных дискуссий.На момент написания руководства Всемирной организации здравоохранения по воздействию на человека электрических и магнитных полей указано, что нет четкой связи между воздействием магнитных и электрических полей, с которыми население сталкивается от линий электропередач, поскольку это поля чрезвычайно низкой частоты. .

Шум в линии электропередач может мешать радиосвязи и радиовещанию. По сути, линии электропередач или связанное с ними оборудование неправильно генерируют нежелательные радиосигналы, которые перекрывают полезные радиосигналы или конкурируют с ними.Шум от линии электропередачи может повлиять на качество приема радио и телевидения. Также может произойти нарушение радиосвязи, например, любительского радио. Потеря критически важной связи, такой как полиция, пожарные, военные и другие подобные пользователи радиочастотного спектра, может привести к еще более серьезным последствиям.

Групповое обсуждение:

Когда молния поражает корабль или самолет, она может повредить или иным образом изменить его магнитный компас. Были зарегистрированы случаи, когда при ударе молнии полярность компаса менялась, так что стрелка указывала на юг, а не на север.

Siyavula Practice дает вам доступ к неограниченному количеству вопросов с ответами, которые помогут вам в обучении. Тренируйтесь где угодно, когда угодно и на любом устройстве!

Зарегистрируйтесь, чтобы попрактиковаться

Магнитные поля

Упражнение 10.1

Привести доказательства существования магнитного поля возле токоведущего провода.

Если вы поднесете компас к проводу, по которому течет ток, стрелка на компасе отклонится. Поскольку компасы работают, указывая вдоль силовых линий магнитного поля, это означает, что вблизи провода, по которому течет ток, должно быть магнитное поле.Если ток перестанет течь, компас вернется в исходное направление. Если ток снова начнет течь, отклонение произойдет снова.

Опишите, как вы могли бы использовать правую руку, чтобы определять направление магнитного поля вокруг проводника с током.

Мы используем правило правой руки, которое гласит, что силовые линии магнитного поля, создаваемые токоведущим проводом, будут ориентированы в том же направлении, что и согнутые пальцы правой руки человека (в положении «автостоп»), при этом большой палец указывает по направлению тока:

Со страницы

на страницу

Используйте Правило правой руки, чтобы найти направление магнитных полей в каждой из точек, обозначенных A — H на следующих диаграммах.

  • A: против часовой стрелки
  • B: против часовой стрелки
  • C: против часовой стрелки
  • D: против часовой стрелки
  • E: по часовой стрелке
  • F: по часовой стрелке
  • G: по часовой стрелке
  • H: по часовой стрелке

MCQ Вопросы для класса 10 по науке Магнитные эффекты электрического тока с ответами

Бесплатная загрузка PDF-файла CBSE Класс 10 по науке Глава 13 Магнитные эффекты электрического тока Вопросы с несколькими вариантами ответов с ответами.Вопросы MCQ для класса 10 по естествознанию с ответами были подготовлены на основе последней схемы экзамена. Студенты могут решать вопросы с несколькими вариантами ответов по естественным магнитным эффектам электрического тока NCERT Class 10 с ответами, чтобы узнать свой уровень подготовки.

MCQ по науке, класс 10, глава 13, Магнитные эффекты электрического тока

Магнитный эффект электрического тока Класс 10 MCQ Вопрос 1. Магнитный эффект тока был обнаружен
(a) Эрстедом
(b) Фарадеем
(c) Бором
(d) Амперами

Ответ / Пояснение

Ответ: a
Объяснение:
(a) Эрстед показал, что электричество и магнетизм являются взаимосвязанными явлениями.


2. Внутри магнита силовые линии перемещаются на
(a) с севера на юг
(b) с юга на север
(c) от южного полюса
(d) от северного полюса

Ответ / объяснение

Ответ: a
Объяснение:
(a) Магнитное поле внутри магнита перемещается с юга на северный полюс.


3. Относительная напряженность магнитного поля в точке пространства, окружающего магнит, показана длиной
(а) магнита
(b) толщиной магнита
(c) степенью плотности поля.
(d) сопротивление окружающей среды

Ответ / Пояснение

Магнитный эффект электрического тока Класс 10 MCQ С ответом: a
Объяснение:
(a) Сила, действующая на полюс другого магнита через переполненные силовые линии магнитного поля, больше.


4. Какое из следующих утверждений о магнитном поле неверно?
(a) Силовые линии магнитного поля образуют непрерывную замкнутую кривую.
(б) Силовые линии магнитного поля не интересуют друг друга.
(c) Направление касательной в любой точке кривой линии магнитного поля дает направление магнитного поля в этой точке.
(d) За пределами магнита силовые линии магнитного поля идут от южного к северному полюсу магнита.

Ответ / объяснение

Ответ:
Объяснение:
(d) Вне магнита линия магнитного поля выходит из северного полюса и движется к южному полюсу.


5. С помощью какого прибора можно определить наличие магнитного поля?
(a) Магнитная игла
(b) Амперметр
(c) Гальванометр
(d) Вольтметр

Ответ / Пояснение

Ответ: d
Пояснение:
(a) С помощью магнитного поля можно определить наличие магнитного поля в определенной области, наблюдая за его отклонением.


6. Форма магнитного поля, создаваемого прямолинейным токопроводящим проводом, составляет
(a) в направлении, противоположном току
(b) в направлении, параллельном проводу
(c) по кругу вокруг провода
(г) в том же направлении текущего

Ответ / объяснение

Ответ: a
Объяснение:
(c) Линия магнитного поля вокруг прямого проводника с током представлена ​​концентрическими кругами.


7.Сила магнитного поля вокруг проводника с током составляет
(a), обратно пропорциональна току, но прямо пропорциональна квадрату расстояния от провода.
(б) прямо пропорциональна току и обратно пропорциональна расстоянию от провода.
(c) прямо пропорционален расстоянию и обратно пропорционален току
(d) прямо пропорционален току, но обратно пропорционален квадрату расстояния от провода.

Ответ / Пояснение

Ответ: b
Пояснение:
• Напряженность магнитного поля увеличивается при увеличении тока через провод.
• Напряженность магнитного поля уменьшается по мере удаления от провода.


8. Ток по горизонтальной линии электропередачи течет с юга на север. Направление силовой линии магнитного поля на 0,5 м над ней —
(а) Север
(б) Юг
(в) Запад
(г) Восток

Ответ / объяснение

Ответ: a
Объяснение:
(a) Примените правило для большого пальца правой руки.


9. Линия магнитного поля, проходящая через центр токоведущей кольцевой петли, имеет вид
(а) круговой
(б) эллипс
(в) параболический
(г) прямая

Ответ / объяснение

Ответ: d
Пояснение:
(d) линия магнитного поля в центре токоведущей петли выглядит как прямая линия.


Вопросы MCQ для класса 10 Магнитное воздействие электрического тока Вопрос 10. Сила каждого магнита уменьшается вдвое, когда он разрезает по своей длине на равные части напряженности магнитного поля соленоида. Полярность соленоида может быть определена с помощью
(a) стрелки компаса
(b) правила для большого пальца правой руки
(c) правила Флеминга для левой руки
(d) либо (a), либо (b)

Ответ / объяснение

Ответ: d
Объяснение:
(d) и (a), и (b) могут использоваться для определения полярности соленоида.


11. Факторы, от которых зависит напряженность одного магнитного поля, создаваемого токонесущими соленоидами:
(a) Величина тока
(b) Количество витков
(c) Тип материала сердечника
(d) Все вышеперечисленное

Ответ / объяснение

Ответ: d
Объяснение:
(d) Коэффициенты, указанные в (a), (b) и (c).


12. В токопроводящий соленоид вставлен стержень из мягкого железа. Магнитное поле внутри соленоида
(a) уменьшится
(b) останется прежним
(c) увеличится
(d) станет нулевым

Ответ / объяснение

Ответ: c
Объяснение:
(c) Мягкое железо внутри токонесущего соленоида действует как электромагнит.


13. Когда ток параллелен магнитному полю, сила, испытываемая проводником с током, помещенным в однородное магнитное поле, составляет
(a) В два раза больше, чем при угле 60 °
(b) В три раза больше, чем при угле 60 °
(в) ноль
(г) бесконечно

Ответ / объяснение

Ответ: a
Объяснение:
(a) Если направление тока параллельно магнитному полю, то на проводник не будет силы со стороны магнитного поля.


14.Положительный заряд движется вверх в магнитном поле, направленном на север. Частица будет отклонена в сторону
(а) запад
(б) север
(в) юг
(г) восток

Ответ / объяснение

Магнитные эффекты электрического тока класса 10 MCQ Вопросы и ответ: a
Объяснение:
(a) Примените правило левой руки Флеминга


15. Какие из следующих факторов влияют на силу силы, испытываемой токопроводящим проводом в однородном магнитном поле?
(a) напряженность магнитного поля
(b) величина тока в проводнике
(c) длина проводника в магнитном поле
(d) Все вышеперечисленное.

Ответ / объяснение

Ответ: d
Объяснение:
(d) Все факторы влияют на силу магнитного поля.


16. Направление вращения катушки в электродвигателе определяется
(a) правилом правой руки Флеминга
(b) правилом левой руки Флеминга
(c) законом Фарадея для электромагнитных индукторов
(d) Ни одним из указанных выше

Ответ / объяснение

Ответ: b
Пояснение:
(b) Правило левой руки Флеминга.


Вопросы с несколькими вариантами ответов о магнитном эффекте электрического тока Вопрос 17.В электродвигателе, чтобы катушка постоянно вращалась в одном и том же направлении, ток в катушке меняет направление на противоположное после каждого полуоборота устройством, называемым
(a) угольная щетка
(b) коммутатор
(c) контактное кольцо
(d) арматура

Ответ / объяснение

Ответ: b
Объяснение:
(b) Устройство, которое меняет направление тока в плечах якоря через цепь, называется коммутацией.


18. Условие для преемена электромагнитной индукции состоит в том, что должно быть относительное движение между
(a) гальванометром и магнитом
(b) катушкой с проволокой и гальванометром
(c) катушкой с проволокой и магнитом
(г) магнит и гальванометр

Ответ / Пояснение

Ответ: c
Объяснение:
(c) Относительное движение между магнитом и катушкой с проволокой вызывает изменение силовых линий магнитного поля, связанных с катушкой, и вызывает индуцированный ток, если цепь замкнута.


19. Инструмент, который используется для отключения электрического тока в цепи, известен как
(a) электродвигатель
(b) генератор переменного тока
(c) гальванометр
(d) ничего из вышеперечисленного

Ответ / объяснение

Ответ: a
Объяснение:
(a) Гальванометр — это прибор, который может определять наличие тока в цепи.


20. Мы можем индуцировать ток в катушке,
(a) перемещая катушку в магнитном поле
(b), изменяя магнитное поле вокруг нее
(c), изменяя ориентацию катушки в магнитном поле
(d) Все вышеперечисленное

Ответ / объяснение

Ответ: a
Объяснение:
(a) Этот метод можно использовать для создания разности потенциалов на концах катушки и, следовательно, индукции тока.


21. Магнит перемещается к катушке (i) быстро (ii) медленно. Индуцированная разность потенциалов
(a) больше в (i), чем в (ii) случае
(b) больше в (ii), чем в (i) случае
(c) одинаково в обоих случаях
(d) не может сказать

Ответ / Пояснение

Ответ: a
Объяснение:
(a) Когда магнит перемещается быстро, больше будет изменяющаяся напряженность магнитного поля и, следовательно, больше будет индуцированная разность потенциалов.


22. Генератор переменного тока работает по принципу
(a) сила, испытываемая проводником в магнитном поле
(b) электромагнитная индукция
(c) электростатическая
(d) сила, испытываемая заряженной частицей в электрическом поле.

Ответ / объяснение

Ответ: a
Объяснение:
(a) Генератор работает по принципу электромагнитной индукции.


23. Правила Флеминга для левой и правой руки используются в
(а) Генератор и электродвигатель
(b) Электродвигатель и генератор
(c) любое правило может использоваться для любого устройства
(d) оба не применяются для генератора и мотора.

Ответ / объяснение

Ответ: b
Объяснение:
(b) Электродвигатель использует правило левой руки Флеминга, а для генератора используется правило правой руки Флеминга.


24. Генератор постоянного тока работает по принципу
(a) закона Ониса
(b) закона нагрева Джоуля
(c) закона электромагнитной индукции Фарадея.
(d) ничего из вышеперечисленного

Ответ / Пояснение

Ответ: c
Пояснение:
(c) электрогенератор работает на основе электромагнитной индукции.


25. Если текущие значения периодически от нуля до максимального значения, обратно к нулю, а затем меняют свое направление на противоположное, ток будет
(a) прямой
(b) альтернативный
(c) пульсирующий
(d) ни один из выше

Ответ / объяснение

Ответ: b
Объяснение:
(b) Переменный ток периодически меняет свое направление.


26. Провод заземления передает
(a) ток
(b) напряжение
(c) отсутствие тока
(d) нагрев

Ответ / объяснение

Ответ: c
Объяснение:
(c) Заземляющий провод не пропускает ток.


27. Основным преимуществом передачи энергии переменного тока перед передачей энергии постоянного тока на большие расстояния является
(a) передача переменного тока без больших потерь энергии
(b) меньшая проблема изоляции
(c) меньшая проблема нестабильности
(d) легкая трансформация.

Ответ / объяснение

Ответ: a
Объяснение:
(a) Передача переменного тока на большие расстояния без больших потерь энергии по сравнению с постоянным током.


28. Какие из них являются основными характеристиками плавкого элемента?
(a) Высокая проводимость
(b) низкая температура плавления
(c) не горит из-за окисления
(d) Все вышеперечисленное

Ответ / Пояснение

Ответ: d
Объяснение:
(d) Провод предохранителя должен иметь все характеристики, чтобы предотвратить возможное повреждение.


MCQ магнитных эффектов электрического тока Вопрос 29. Перегрузка из-за
(a) Изоляция провода повреждена
(b) неисправность в приборах
(c) случайное повышение напряжения питания
(d) Все вышеперечисленное

Ответ / объяснение

Ответ: d
Объяснение:
(d) Все причины возникновения перегрузки


30. Если ключ в данном расположении вынут (цепь сделана разомкнутой) и линии магнитного поля проведены по горизонтальной плоскости ABCD, линии будут

(a) концентрические окружности
(b) эллиптические по форме
(c) прямые, параллельные друг другу
(d) концентрические окружности около точки O, но эллиптические, когда мы удаляемся от нее [NCERT Exemplar Problems]

Ответ / объяснение

Ответ: a
Объяснение:
(a) Силовые линии магнитного поля вокруг прямого проводника с током имеют форму концентрической окружности.


31. Для тока в длинном прямом соленоиде N-полюс и S-полюс создаются на двух концах. Среди следующих утверждений неправильным является [NCERT Exemplar Problems]
(a) Силовые линии внутри соленоида имеют форму прямых линий, что указывает на то, что магнитное поле одинаково во всех точках внутри соленоида.
(b) Сильное магнитное поле, создаваемое внутри соленоида, можно использовать для намагничивания части магнитного материала, такого как мягкое железо, при помещении внутрь катушки.
(c) Картина магнитного поля, связанного с соленоидом, отличается от картины магнитного поля вокруг стержневого магнита.
(d) Положение N-полюса и S-полюса меняется, когда направление тока через соленоид меняется на противоположное.

Ответ / объяснение

Ответ: c
Объяснение:
(c) Соленоид ведет себя как стержневой магнит. Следовательно, картина магнитного поля, связанного с соленоидом и вокруг стержневого магнита, одинакова.


32.В коммерческих электродвигателях не используется
(a) электромагнит для вращения якоря.
(b) эффективно большое количество витков проводящего провода в токонесущей катушке
(c) постоянный магнит для вращения якоря
(d) мягкий железный сердечник, на который намотана катушка

Ответ / объяснение

Ответ: c
Объяснение:
(c) При использовании электромагнита напряженность магнитного поля дополнительно увеличивается за счет увеличения тока. Следовательно, это увеличит мощность электричества.


33. Напряженность магнитного поля внутри длинного токоведущего прямого соленоида
на концах
(a) больше, чем в центре
(b) минимум в середине
(c) одинакова во всех точках
(d) обнаружено увеличение от одного конца до другого

Ответ / объяснение

Ответ: c
Объяснение:
(c) Токопроводящий соленоид создает внутри себя однородное магнитное поле.


34. Для преобразования генератора переменного тока в генератор постоянного тока
(a) необходимо использовать коммутатор с разъемным кольцом
(b) необходимо использовать контактные кольца и щетки
(c) необходимо использовать более сильное магнитное поле
(d ) необходимо использовать прямоугольную проволочную петлю

Ответ / объяснение

Ответ: a
Объяснение:
(a) Чтобы подключить генератор переменного тока к генератору постоянного тока, необходимо использовать коммутацию типа разъемного кольца для получения однонаправленного постоянного тока.


35. Наиболее важным методом защиты бытовой техники от короткого замыкания или перегрузки является
(a) заземление
(b) использование предохранителя
(c) использование стабилизаторов
(d) использование электросчетчика

Ответ / объяснение

Ответ: b
Объяснение:
(b) Это наиболее важный метод защиты электрических устройств от короткого замыкания или перегрузки путем прекращения прохождения любого большого электрического тока, превышающего его номинальное значение.


36.Что должно быть сердечником электромагнита?
(a) мягкое железо
(b) твердое железо
(c) ржавое железо
(d) ни одно из вышеперечисленных

Ответ / объяснение

Ответ: a
Объяснение: (а) мягкое железо


37. Кто сформулировал Правило большого пальца правой руки?
(а) Орстед
(б) Флеминг
(в) Эйнштейн
(г) Максвелл

Ответ / объяснение

Ответ: d
Пояснение: (d) Maxwell


38. Что это за прибор, который может определять наличие электрического тока в цепи?
(a) гальванометр
(b) двигатель
(c) генератор
(d) ничего из вышеперечисленного

Ответ / объяснение

Ответ: a
Пояснение: (a) гальванометр


Магнитный класс Вопрос 39.Какое устройство производит электрический ток?
(а) генератор
(б) гальванометр
(в) амперметр
(г) двигатель

Ответ / объяснение

Ответ: a
Объяснение: (a) генератор


40. Лучшим материалом для изготовления постоянных магнитов является
(а) алюминий
(б) мягкое железо
(в) медь
(г) алнико

Ответ

Ответ: d


41. Силовые линии магнитного поля всегда начинаются от
(a) N-полюса и заканчиваются на S-полюсе.
(b) S-полюс и конец на N.
(c) начинаются от середины и заканчиваются N-полюсом.
(d) начинаются от середины и заканчиваются на S-полюсе.

Ответ

Ответ:


42. Магнитное поле самое сильное в
(a) середине магнита.
(б) северный полюс.
(в) Южный полюс.
(г) оба полюса.

Ответ

Ответ: d


43. Материал сердечника сильного магнита
(а) алюминий
(б) мягкое железо
(в) медь
(г) сталь

Ответ

Ответ: b


44.Магнитные силовые линии внутри токонесущего соленоида расположены перпендикулярно оси на
(а).
(б) по оси и параллельны друг другу.
(c) параллельны внутри соленоида и круглые на концах.
(d) циркуляр.

Ответ

Ответ: c


45. В токопроводящий соленоид вставлен стержень из мягкого железа. Магнитное поле внутри соленоида
(a) станет нулевым.
(b) увеличится.
(c) уменьшится.
(d) останется без изменений.

Ответ

Ответ: b


46. Электрический генератор фактически действует как
(a) источник электрического заряда.
(б) источник чистой энергии.
(в) электромагнит.
(г) преобразователь энергии.

Ответ

Ответ: d


47. Магнитное поле, направленное в северном направлении, действует на электрон, движущийся в восточном направлении. Магнитная сила на электрон будет действовать на
(a) вертикально вверх.
(б) на восток.
(c) вертикально вниз.
(d) по направлению к северу.

Ответ

Ответ: c


48. Направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, определяется правилом левой руки Флеминга
(a).
(b) Правило правой руки Флеминга.
(c) Правило для большого пальца правой руки.
(d) Правило для большого пальца левой руки.

Ответ

Ответ:


49. Направление индуцированного тока определяется правилом правой руки Флеминга
(a).
(b) Правило левой руки Флеминга.
(c) Правило для большого пальца правой руки.
(d) Правило для большого пальца левой руки.

Ответ

Ответ:


50. Выключатели подключаются к токоведущему проводу
(а).
(б) нейтральный провод.
(c) заземляющий провод.
(d) любой.

Ответ

Ответ:


51. Наиболее важным методом безопасности, используемым для защиты бытовой техники от короткого замыкания или перегрузки, является
(a) заземление
(b) использование стабилизаторов
(c) использование предохранителя
(d) использование электросчетчика

Ответ

Ответ: c


Направление (Q52 — Q58): В следующих вопросах были выдвинуты Утверждение и Причина.Внимательно прочтите утверждения и выберите правильную альтернативу из следующего:
(a) Как Утверждение, так и Причина верны, а Причина — это правильное объяснение Утверждения.
(b) Утверждение и Причина верны, но Причина не является правильным объяснением Утверждения.
(c) Утверждение верно, но Причина ложна.
(d) Утверждение Утверждения ложно, но Причина верна.
52. Утверждение: Только изменение силовых линий магнитного поля, связанных с катушкой, вызовет ток в катушке.
Причина: Наличие большого магнитного потока через катушку поддерживает ток в катушке с замкнутым контуром.

Ответ / Объяснение

Ответ: c
Объяснение:
(c) Утверждение верно, но Причина ложна.


53. Утверждение: Когда направление скорости движущегося заряда перпендикулярно магнитному полю, на него действует максимальная сила.
Причина: Сила, действующая на движущийся заряд, не зависит от направления магнитного поля, в котором он движется.

Ответ / Объяснение

Ответ: c
Объяснение:
(c) Утверждение верно, но Причина ложна.


54. Утверждение: Предохранитель — это предохранительное устройство, которое устанавливается для предотвращения электрических цепей и возможных пожаров.
Причина: Предохранитель состоит из луженой медной проволоки с низкой температурой плавления, которая плавится и разрывает цепь, если ток превышает безопасное значение.

Ответ / объяснение

Ответ: a
Объяснение:
(a) Утверждение и причина верны, а причина является правильным объяснением утверждения.


55. Утверждение: в качестве электромагнита используется стальной сердечник.
Причина: Сталь постоянно намагничивается, когда ток течет через намотанную катушку.

Ответ / объяснение

Ответ: d
Объяснение:
(d) Утверждение Утверждения ложно, но Причина истинна.


56. Утверждение: прикосновение к электрическому проводу, находящемуся под напряжением, смертельно, поскольку человек получает сильный удар электрическим током. В некоторых случаях поражение электрическим током может даже убить человека.
Причина: Электрический ток проходит через тело к земле, образуя цепь, и сжигает кровь.

Ответ / объяснение

Ответ: a
Объяснение:
(a) Утверждение и причина верны, а причина является правильным объяснением утверждения.


57. Утверждение: сила электромагнита зависит от величины тока, протекающего через них.
Причина: Электромагниты в основном используются для подъема тяжелых грузов.

Ответ / Объяснение

Ответ: b
Объяснение:
(b) Утверждение и Причина верны, но Причина не является правильным объяснением Утверждения.


58. Утверждение: Северный полюс одного магнита легче подвести к южному полюсу другого магнита.
Причина: Между разноименными полюсами магнита существует сила притяжения.

Ответ / Объяснение

Ответ:
Объяснение:
(a) Утверждение и Причина верны, а Причина — это правильное объяснение Утверждения.


59. __________ — коммерческая единица электрической энергии.

Ответ / Пояснение

Ответ:
Пояснение: киловатт-час


60.Прямое касание живого и нулевого провода называется __________.

Ответ / Объяснение

Ответ:
Объяснение: короткое замыкание


61. Генератор постоянного тока работает по принципу __________.

Ответ / объяснение

Ответ:
Объяснение: электромагнитная индукция


62. __________ генераторы используются на электростанциях для выработки электроэнергии, которая поставляется в наши дома.

Ответ / Пояснение

Ответ:
Пояснение: A.С.


63. A __________ работает по принципу: когда прямоугольная катушка помещается в магнитное поле и через нее пропускается ток, на катушку действует сила, которая непрерывно вращает ее.

Ответ / объяснение

Ответ:
Пояснение: мотор


64. Когда северный полюс приближается к катушке, на передней стороне катушки будет отображаться __________ ток.

Ответ / Пояснение

Ответ:
Пояснение: против часовой стрелки


65.Пропуская ток через катушку, намотанную вокруг стержня, можно намагнитить его постоянно. [Верно / Неверно]

Ответ / объяснение

Ответ:
Объяснение: неверно


66. Скорость изменения магнитного потока создает наведенную ЭДС или потенциал. [Верно / Неверно]

Ответ / Пояснение

Ответ:
Объяснение: Верно


67. В идеальных условиях изоляция зеленого цвета дается для провода под напряжением. [Верно / Неверно]

Ответ / объяснение

Ответ:
Объяснение: неверно


68.Перегрузка вызвана подключением множества устройств к одной точке питания. [Верно / Неверно]

Ответ / Пояснение

Ответ:
Объяснение: Верно


69. Потенциал заземленного провода равен нулю. [Верно / Неверно]

Ответ / Пояснение

Ответ:
Объяснение: Верно


70. Когда магнит перемещается своей северной полярностью к катушке, находящейся в замкнутой цепи, тогда ближняя сторона катушки показывает северную полярность. [Верно / Неверно]

Ответ / Пояснение

Ответ:
Объяснение: Верно


71.Когда катушка и магнит неподвижны, на катушке возникает наведенная ЭДС. [Верно / Неверно]

Ответ / объяснение

Ответ:
Объяснение: неверно


Направление: сопоставить столбец I со столбцом II.
72.

Столбец I Колонка II
(i) Электродвигатель (А) Электромагнит
(ii) Соленоид (B) Эффект нагрева электрическим током
(iii) Предохранители (C) Электрическая энергия в механическую энергию
(iv) Электрогенератор (D) Электромагнитная индукция
Ответ / объяснение

Ответ:
Объяснение:
(i) → (C)
(ii) → (A)
(iii) → (B)
(iv) → (D)


73.Сформулируйте наблюдение, сделанное Эрстедом на основании его эксперимента с проводниками, несущими ток.

Ответ / объяснение

Ответ:
Пояснение:
Электрический ток, проходящий через проводящий провод, создает магнитный эффект.


74. Назовите устройство, которое используется для рисования линий магнитного поля.

Ответ / Пояснение

Ответ:
Пояснение: Стрелка компаса.


75. Определите полюса магнита на данном рисунке.

Ответ / Пояснение

Ответ:
Пояснение:
Оба полюса, обращенные друг к другу, представляют южный полюс в природе, поскольку силовые линии магнитного поля за пределами магнита перемещаются с Северного полюса на Южный.


76. Магнит АВ разбит на две части. Какая полярность у A, B, C и D?

Ответ / объяснение

Ответ:
Пояснение:
Если A — северный полюс, то C — южный полюс D — северный полюс B — южный полюс


77.Каково направление силовых линий магнитного поля внутри и снаружи стержневого магнита?

Ответ / объяснение

Ответ:
Пояснение:
Направление силовых линий магнитного поля:
Внутри стержневого магнита: от южного полюса к северному полюсу.
Снаружи стержневого магнита: от северного полюса к южному.


78. Магнитная стрелка отклоняется, когда ее подносят к проводнику с током. Почему?

Ответ / объяснение

Ответ:
Объяснение:
Магнитная сила, создаваемая магнитным полем, создаваемым прямым проводником с током, вызывает отклонение иглы.


79. Назовите две части вашего тела, в которых магнитное поле сильно генерируется.

Ответ / объяснение

Ответ:
Объяснение: Сердце и мозг.


80. Предложите один способ отличить изделие, по которому течет ток, от провода, по которому нет тока.

Ответ / объяснение

Ответ:
Объяснение:
Отклонение стрелки компаса позволяет отличить провод, по которому идет ток, от провода, по которому нет тока.


81.Сформулируйте выводы, которые можно сделать из наблюдения, что провод с током отклоняет находящуюся рядом магнитную иглу.

Ответ / Пояснение

Ответ:
Объяснение:
Токоведущий провод проявляет свойства магнетизма, которые указывают на то, что электричество и магнетизм являются взаимосвязанными явлениями.


82. Как вы можете показать, что магнитное поле, создаваемое данным электрическим током в проводе, уменьшается с увеличением расстояния от провода?

Ответ / Пояснение

Ответ:
Пояснение:
Уменьшение отклонения стрелки магнитного компаса ясно показывает, что магнитное поле уменьшается по мере удаления от проводника с током.


83. Прямой провод с током, удерживаемый перпендикулярно плоскости бумаги, и ток проходит через этот провод в вертикальном направлении вверх. Какое направление магнитного поля создается вокруг него?

Ответ / Пояснение

Ответ:
Пояснение:
Согласно правилу большого пальца правой руки, направление магнитного поля, создаваемого вокруг данного проводника, направлено против часовой стрелки.


84. Если круглая катушка имеет n витков, создаваемое поле в n раз больше поля, создаваемого одним витком.Обоснуйте это.

Ответ / Пояснение

Ответ:
Объяснение:
Это потому, что ток в каждом круговом витке имеет одинаковое направление, а поле, возникающее при каждом витке, просто складывается вдоль оси катушки.


85. На схеме показана катушка с проволокой, намотанная на сердечник из мягкого железа, образующая электромагнит. Ток проходит через катушку в направлении, указанном стрелками. Отметьте полюса N и S, изготовленные в железном сердечнике.

Ответ / объяснение

Ответ:
Объяснение:
Использование линейки циферблата A — это южный полюс.B — северный полюс.


86. Как определить направление магнитного поля соленоида с током?

Ответ / Пояснение

Ответ:
Пояснение:
Направление магнитного поля: представьте токопроводящий соленоид в вашей правой руке, так что скрученные пальцы находятся в направлении тока, затем вытянутый большой палец будет указывать направление возникающего магнитного поля. линия, то есть лицевая сторона соленоида северной полярности.


87. Какая полярность будет на одном конце соленоида, если ток течет в нем против часовой стрелки?

Ответ / объяснение

Ответ:
Объяснение:
Северный полюс с помощью правила циферблата.


88. Магнитное поле внутри соленоида однородное или неоднородное?

Ответ / Пояснение

Ответ:
Пояснение: Униформа


89. Укажите важные характеристики магнитного поля, получаемого внутри соленоида.Напишите одно использование соленоида.

Ответ / объяснение

Ответ:
Объяснение:
Силовые линии внутри соленоида параллельны и расположены близко друг к другу, что свидетельствует о высокой однородности поля, одинаковой напряженности во всех точках и в одном направлении.
Соленоид используется для создания электромагнита.


90. Назовите одно различие между проводами, используемыми в элементе электронагревателя и в предохранителе.

Ответ / объяснение

Ответ:
Объяснение:
Электрический провод, используемый в электронагревателе, имеет высокую температуру плавления, тогда как плавкая проволока имеет низкую температуру плавления.


91. Магнит подвешивается на веревке. Как вы определите полюса?

Ответ / объяснение

Ответ:
Объяснение:
Северный полюс поиска — это северный полюс, а южный полюс поиска — южный полюс.


92. Какого цвета провод обычно используется для (i) под напряжением, (ii) для земли и (iii) для нейтрали?

Ответ / объяснение

Ответ:
Объяснение:
(i) красный, (ii) зеленый (iii) черный.


Заполните пропуски

1.Магнитное поле соленоида, по которому проходит ток, аналогично магнитному полю ……… …
2. Направление индуцированного тока задается ……… ..
3. Генератор преобразует ……… .. в ……… …
4. В наши дома мы получаем электроэнергию переменного тока напряжением ……… .. В с частотой ……… .. Гц.
5. Направление магнитной силы, действующей на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, можно определить с помощью ……… …
6. Согласно правилу левой руки Флеминга, если первый палец указывает в направлении ……….., второй палец
в направлении ……… .., затем большой палец будет указывать в направлении ……… …

ответов

1. стержневой магнит
2. Правило Флеминга
3. Механическая энергия, электрическая энергия
4. 200 В, 50 Гц
5. Правило левой руки Флеминга
6. Магнитное поле, ток, сила, действующая на проводник

Мы надеемся, что данные вопросы MCQ для класса 10 по естественным магнитным эффектам электрического тока с ответами помогут вам. Если у вас есть какие-либо вопросы относительно CBSE Class 10 Science Chapter 1 Magnetic Effects of Electric Current Multiple Choice Questions with Answers, оставьте комментарий ниже, и мы свяжемся с вами в ближайшее время.

В этом месяце по истории физики

Вернувшись в Копенгаген в 1803 году, Эрстед искал университетскую должность преподавателя физики, но не сразу получил ее. Вместо этого он начал читать лекции в частном порядке, за вход платный. Вскоре его лекции стали популярными, и в 1806 году он получил назначение в Копенгагенский университет, где он расширил программу физики и химии и основал новые лаборатории. Он также продолжил собственные исследования в области физики и других областей науки.Его первая научная статья была посвящена электрическим и химическим взаимодействиям. Он исследовал множество физических проблем, включая сжимаемость воды и использование электрического тока для взрыва мин.

Эрстед сделал открытие, которым он знаменит, в 1820 году. В то время, хотя большинство ученых считали, что электричество и магнетизм не связаны между собой, были некоторые причины полагать, что существует связь. Например, давно было известно, что компас при ударе молнии может изменить полярность.Эрстед ранее отмечал сходство между тепловым излучением и светом, хотя он не определил, что оба являются электромагнитными волнами. Похоже, он считал, что электричество и магнетизм — это силы, излучаемые всеми веществами, и эти силы могут каким-то образом мешать друг другу.

Во время демонстрации лекции 21 апреля 1820 года, настраивая свой прибор, Эрстед заметил, что, когда он включил электрический ток, подключив провод к обоим концам батареи, находящаяся поблизости стрелка компаса отклонилась от северного магнитного поля. куда обычно указывал.Стрелка компаса двигалась совсем немного, так что публика даже не заметила. Но Эрстеду было ясно, что происходит что-то значимое.

Некоторые люди предположили, что это было совершенно случайное открытие, но мнения расходятся относительно того, была ли демонстрация предназначена для поиска связи между электричеством и магнетизмом или была предназначена для демонстрации чего-то совершенно другого. Конечно, Эрстед был хорошо подготовлен к наблюдению такого эффекта, имея под рукой стрелку компаса и батарею (или «гальванический прибор», как он это называл).

Совершенно случайно или, по крайней мере, несколько ожидаемо, Эрстед был заинтригован своим наблюдением. Он не сразу нашел математическое объяснение, но обдумывал его в течение следующих трех месяцев, а затем продолжил эксперименты, пока не стал совершенно уверен, что электрический ток может создавать магнитное поле (которое он назвал «электрическим конфликтом»). ).

21 июля 1820 года Эрстед опубликовал свои результаты в брошюре, которая была разослана физикам и научным обществам в частном порядке.Его результаты были в основном качественными, но эффект был очевиден — электрический ток порождает магнитную силу.

Его батарея, гальваническая батарея из 20 медных прямоугольников, вероятно, вырабатывала ЭДС около 15-20 вольт. Он пробовал разные типы проводов и все равно обнаружил, что стрелка компаса отклоняется. Когда он изменил направление тока, он обнаружил, что стрелка отклоняется в противоположном направлении. Он экспериментировал с различной ориентацией иглы и проволоки. Он также заметил, что эффект нельзя устранить, поместив дерево или стекло между компасом и электрическим током.

Публикация сразу произвела фурор и повысила статус Эрстеда как ученого. Другие начали исследовать недавно обнаруженную связь между электричеством и магнетизмом. Французский физик Андре Ампер разработал математический закон для описания магнитных сил между токоведущими проводами. Примерно через десять лет после открытия Эрстеда Майкл Фарадей продемонстрировал, по сути, противоположное тому, что обнаружил Эрстед, — что изменяющееся магнитное поле индуцирует электрический ток.Следуя работе Фарадея, Джеймс Клерк Максвелл разработал уравнения Максвелла, формально объединяющие электричество и магнетизм.

Эрстед продолжал заниматься физикой. Он основал Общество по распространению естественных наук, целью которого было сделать науку доступной для общественности, что, по его мнению, было очень важным. В 1829 году он основал Политехнический институт в Копенгагене. Он также был опубликованным писателем и поэтом и внес вклад в другие области науки, такие как химия — например, в 1825 году он впервые произвел алюминий.Эрстед умер в 1851 году. Его открытие 1820 года ознаменовало начало революции в понимании электромагнетизма, обеспечив первую связь между двумя очень разными физическими явлениями.

Объяснение правил для левой и правой руки Флеминга

Всякий раз, когда проводник с током попадает в магнитное поле, на проводник будет действовать сила. Направление этой силы можно найти с помощью правила левой руки Флеминга (также известного как «правило левой руки Флеминга для двигателей»).

Точно так же, если проводник подвергается сильному воздействию магнитного поля, в этом проводнике будет индуцированный ток. Направление этой силы можно найти с помощью правила правой руки Флеминга.

В правилах как левой, так и правой руки Флеминга существует связь между магнитным полем, током и силой. Эта связь направленно определяется правилом левой руки Флеминга и правилом правой руки Флеминга соответственно.

Эти правила не определяют величину, а вместо этого показывают направление любого из трех параметров (магнитное поле, ток, сила), когда направление двух других параметров известно.

Правило левой руки Флеминга в основном применимо к электродвигателям, а правило Правило Флеминга применимо в основном к электрическим генераторам.

Правило левой руки Флеминга

Было обнаружено, что всякий раз, когда проводник с током помещается в магнитное поле, на проводник действует сила в направлении, перпендикулярном как направлению тока, так и магнитного поля.

На рисунке ниже часть проводника длиной «L» помещена вертикально в однородное горизонтальное магнитное поле с напряженностью «H», создаваемое двумя магнитными полюсами N и S.Если через этот проводник протекает ток «I», величина силы, действующей на проводник, составляет:

Вытяните левую руку указательным, вторым и большим пальцами под прямым углом друг к другу. Если указательный палец представляет направление поля, а второй палец представляет направление тока, то большой палец указывает направление силы.

Когда ток течет по проводнику, вокруг него создается одно магнитное поле. Магнитное поле можно представить, рассматривая количество замкнутых магнитных силовых линий вокруг проводника.Направление магнитных силовых линий может быть определено правилом штопора Максвелла или правилом правостороннего захвата. Согласно этим правилам, направление магнитных силовых линий (или силовых линий) — по часовой стрелке, если ток течет от наблюдателя, то есть если направление тока через проводник направлено внутрь от плоскости отсчета, как показано на рисунке. фигура.


Теперь, если горизонтальное магнитное поле приложено извне к проводнику, эти два магнитных поля, то есть поле вокруг проводника из-за проходящего через него тока, и приложенное извне поле будут взаимодействовать друг с другом.На рисунке мы видим, что магнитные силовые линии внешнего магнитного поля проходят от северного к южному полюсу, то есть слева направо.

Магнитные силовые линии внешнего магнитного поля и магнитные силовые линии, обусловленные током в проводнике, находятся в одном направлении над проводником и в противоположном направлении под проводником. Следовательно, над проводником будет больше сонаправленных магнитных силовых линий, чем под проводником.

Следовательно, в небольшом пространстве над проводником будет большая концентрация магнитных силовых линий. Поскольку магнитные силовые линии больше не являются прямыми линиями, они находятся под напряжением, как натянутые резиновые ленты.

В результате возникнет сила, которая будет стремиться переместить проводник из более концентрированного магнитного поля в менее концентрированное магнитное поле, то есть из текущего положения вниз. Теперь, если вы заметите направление тока, силы и магнитного поля в приведенном выше объяснении, вы обнаружите, что направления соответствуют правилу левой руки Флеминга.

Правило правой руки Флеминга

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, всякий раз, когда проводник движется внутри магнитного поля, в нем будет индуцированный ток. Если этот проводник будет принудительно перемещен внутри магнитного поля, возникнет связь между направлением приложенной силы, магнитным полем и током. Это соотношение между этими тремя направлениями определяется правым правилом Флеминга .

Это правило гласит: «Вытяните правую руку первым, вторым и большим пальцами под прямым углом друг к другу.Если указательный палец представляет направление силовой линии, большой палец указывает в направлении движения или приложенной силы, то второй палец указывает в направлении индуцированного тока ».

Кто изобрел правила для большого пальца левой и правой руки?

Правила для большого пальца левой и правой руки были основаны Джоном Амброузом Флемингом в конце 19-го, -го, -го века.

Джон открыл оба этих правила и назвал их в честь себя. Сейчас правила известны как правило для левой и правой руки Флеминга .

Джон Амброуз Флеминг

Эксперимент Эрстеда | Научный проект

Наблюдайте за электромагнитной индукцией, воссоздав эксперимент Эрстеда.

Что произойдет, если вы поднесете компас к петле тока?

  • D аккумулятор
  • Изолированный провод
  • Изолента
  • Компас
  • Коробка
  • Лента электротехническая
  1. Отрежьте 1-метровую петлю из изолированного провода.
  2. Используйте изоленту, чтобы прикрепить оголенный конец провода к одной стороне батареи D.
  3. Протяните провод вверх с одной стороны коробки, через верх и вниз с другой стороны. Убедитесь, что у вас достаточно провода, чтобы он мог проходить по столу или земле для повторного подключения батареи. Теперь у вас есть петля!
  4. Подключите другой открытый конец провода к батарее, чтобы ток начал течь.
  5. Поместите циркуль в центр петли. Что случилось?
  6. Переместите компас ближе к проводу и подальше от него.Запишите свои наблюдения.

По проводу проходит ток, который создает вокруг себя магнитное поле. Поднесение компаса к проводу или петле приведет к перемещению стрелки компаса.

Ток будет индуцировать магнитное поле в соответствии с правилом правой руки. Сделайте знак «большой палец вверх» правой рукой. Большой палец будет направлять ток (текущий от отрицательной к положительной клемме батареи), а пальцы будут изгибаться в направлении магнитного поля.

Магнитное поле, создаваемое током, будет мешать магнитному полю, которое испытывает компас, когда его подносят достаточно близко.

Заявление об отказе от ответственности и меры предосторожности

Education.com предоставляет идеи проекта Science Fair для информационных целей. только для целей. Education.com не дает никаких гарантий или заверений относительно идей проектов Science Fair и не несет ответственности за любые убытки или ущерб, прямо или косвенно вызванные использованием вами таких Информация.Получая доступ к идеям проекта Science Fair, вы отказываетесь от отказаться от любых претензий к Education.com, которые возникают в связи с этим. Кроме того, ваш доступ к веб-сайту Education.com и идеям проектов Science Fair покрывается Политика конфиденциальности Education.com и Условия использования сайта, которые включают ограничения об ответственности Education.com.

Настоящим дается предупреждение, что не все идеи проекта подходят для всех индивидуально или при любых обстоятельствах. Реализация идеи любого научного проекта должны проводиться только в соответствующих условиях и с соответствующими родительскими или другой надзор.Прочтите и соблюдайте правила техники безопасности всех Материалы, используемые в проекте, являются исключительной ответственностью каждого человека. За Для получения дополнительной информации обратитесь к справочнику по научной безопасности вашего штата.

эрстед

эрстед Эпизоды
дюйм
Романтическая наука

Эрстед и открытие электромагнетизма
Фредерик Грегори

Исторический факультет
Университет Флориды

Современные историки науки не все согласны с тем, что открытие электромагнетизма Ганса Христиана Эрстеда в 1820 г. к системе романтической философии природы Фридриха Шеллинга, ясно, как можно было доказать это утверждение вне всяких сомнений.Что ясно заключается в том, что Эрстеда привлекали некоторые фундаментальные принципы немецкого идеалистического мысль и, как мы увидим, прямая личная связь между Шеллингом и Эрстеда. Фактически, об этом позже сообщалось в девятнадцатого века, который за несколько лет до своей смерти Эрстед считал Шеллинга со стимулом , необходимым для открытия электромагнетизма. (1)

Одно можно сказать наверняка: подход Эрстеда к природе сделал его гораздо более благодарным категорий, занятых членами Романтической школы, чем были, говорят, французские ученые Академии наук.Эрстеда достижение, таким образом, демонстрирует, что, по словам Роберта Штауффера, «интеллектуальная среда может влиять на эволюцию науки вместе с с основным влиянием внутренней логики научных идей, и влияние социальных, политических, технологических и экономических факторов ». (2) Читатель, возможно, не ожидал, что мысли будут такими заумными и кажущимися. «ненаучный», как у Шеллинга, мог бы создать интеллектуальную среду что могло бы способствовать открытию столь фундаментального научного открытие как электромагнетизм.

Ханс Кристиан Эрстед

Ханс Кристиан Эрстед родился в южно-центральной части Дании. в 1777 году. Он и его младший брат Андерс поступили в Копенгагенский университет. в 1793 году Ганс сосредоточился на медицине, физике и астрономии, в то время как Андерс занялся законом. Братья не ограничивались этими полями, ибо, как это было принято в то время в университетском образовании, они баловались в широком спектре дисциплинарных исследований.В 1797 году Ганс получил первую премию. за сочинение «Границы поэзии и прозы». В том же году старший Брат Эрстед получил диплом фармацевта с отличием и два спустя годы ему была присуждена степень доктора философии за диссертацию. под названием «О форме элементарной метафизики внешней природы». (3)

На диссертацию Эрстеда сильно повлияла мысль Немецкий философ Иммануил Кант; фактически, в 1798 году он работал в редакционной штат журнала в значительной степени отдан Канту.В частности, это был Кант ». претензия, изложенная в его Метафизических основах естествознания из 1786 г., что «рациональное учение о природе заслуживает названия естественного наука только тогда, когда познаны естественные законы, лежащие в ее основе a priori , а не просто законы опыта «, которые остались с Эрстедом на протяжении всей своей жизни. (4)

Действительно, было высказано предположение, что предложение Эрстеда в 1803 году о приобретении кафедра физики в Копенгагене была отклонена, потому что его философские интересы были настолько сильны. (5)

Период до 1803 года был в основном заполнен путешествиями. Эрстед действительно провел 1800 год, читая лекции в университете и аптекарский магазин, но в 1801 году он отправился на обычный Wanderjahr . Сначала он посетил Германию, встретившись с философами Фихте и Шлегелем. в Берлине, а затем Шеллинг и философ-натуралист Я.В. Rltter в Йена. Находясь в Йене, он обнаружил малоизвестную латинскую работу венгерского автора. имени Якоба Джозефа Винтерла, в котором утверждалось, что все силы природы в конечном итоге имеют тот же источник, (6) сообщение мало чем отличается от того, что он слышал от Шеллинга.

Из Германии он ехал в Париж, а затем в Нидерланды. Во Франции он скучал по философскому духу, который сопровождал немецкую науку, но он был рад познакомиться с французскими деятелями науки Кювье и Бертоле.

Вернувшись в Копенгаген в 1803 году, Эрстед потерпел неудачу в своей первой попытке приземлиться. должность по физике в университете. Он организовал частные лекции для которое было предъявлено обвинение. Возможно, из-за большой аудитории эти лекции привлекли, университет в итоге предложил ему должность он искал раньше.Хотя он не стал профессором до 1817 г., он был членом факультета в Копенгагене с 1806 г. до своей смерти. в 1851 году, впервые прочитав лекции в университете в 1800 году. 1850 г. Дания отметила юбилей сотрудничества Эрстеда с университетом. Копенгагена, объявив национальным праздником, достойной данью уважения гражданину который к тому времени стал одним из самых известных первооткрывателей страны.

Понимание науки Эрстедом

С началом девятнадцатого века Эрстед, как и практически все с наукой, был захвачен изобретением Алессандро Вольта гальванического аккумулятор.Первые открытия в области электричества, начиная с семнадцатого века. века были произведены в сочетании со статическими зарядами, произведенными в изолированных тела. В 1800 году Вольта, основываясь на случайном открытии своего соотечественника Луиджи Гальвани из «животного электричества» показал, что непрерывный поток электроэнергии может быть произведено. Изобретение электрического тока открыло открыло новое направление исследований, наблюдаемые явления которого были сгруппированы изначально под названием гальванизм.

Эрстед, управляющий аптекой Lion в год открытия Вольты удалось провести несколько гальванических экспериментов и даже разработать новый форма аппарата Вольта. Во время его поездки в Германию в следующем году Эрстеда часто просили повторить его эксперимент с новой батареей. таким образом усиливая его уже явный интерес к электрическим явлениям.

Когда позже в том же году два англичанина продемонстрировали, что отрывок электрического тока через воду заставил воду разложиться на водород газообразный кислород, связь между электрической «силой» и химическим сродством казалось установленным.К одному из немцев Эрстед посетил во время его Wanderjahr , разложение воды гальваническим током не только означало, что электрическая сила и химическое сродство были идентичны, но что, вопреки новой химии французов, вода была элементом а не соединение. Иоганн Риттер потребовал узнать, как эти двое предполагают газообразные компоненты воды могут незримо перемещаться через растворы и появляются на противоположных полюсах? Он утверждал, что водород и кислород приводят к от воды, на которую по-разному воздействовала электрическая сила; я.е., вода + электрическая сила могут дать водород или кислород, в зависимости от манера действий.

Риттер приехал в Йену изучать медицину и познакомился с члены романтической школы Иоганна Гердера. Находясь в Йене, он посетил Лекции Шеллинга, и, несмотря на различия с Шеллингом, сохранили знак влияния последнего на всю его жизнь. Особенно, Риттер настаивал на единстве сил природы и указывал на к идентичности электрической силы и химического сродства как живого доказательства этого основного учения из философии природы Шеллинга. (7)

Именно Риттер инициировал интерес Эрстеда в экспериментальных работах по взаимосвязи электричества и магнетизма. От философа природы отношения следовало ожидать; в частности, электрические и магнитные силы следовало рассматривать как разные выражения одной первичной сила природы. Единство природы требовало, чтобы общая почва оставалась неизменной. в основе этих двух внешних проявлений Уркрафт , или первичная сила, будет гарантировать, что электрическая и магнитная сила суд связаны.

Предполагалось, что эти две силы имеют какое-то отношение друг к другу. задолго до Шеллинга и его Naturphilosophie . Электростатический и В конце концов, магнитное притяжение и отталкивание действуют схожим образом. Моряки отметили, что магнитная стрелка компаса повреждается, когда корабли были поражены молнией. Бенджамин Франклин, самый известный теоретик электричества восемнадцатого века, намагничивал иглы, разряжая их через батарею лейденских банок. (8)

В 1776 и 1777 годах Баварская академия наук даже предложила приз за лучшее эссе на вопрос: есть ли физическая аналогия между электрическая и магнитная сила? В 1805 г., сразу после контакта Эрстеда с Риттер в Йене, эксперименты, связанные с магнитными свойствами Земли, были выполненный. Hachette и Desormes попытались определить, действительно ли свинг электрическая свая в недрах земли произвела любое обнаруживаемое эффект.Наконец, сам Эрстед в 1808 году предложил предложить приз. за ответ на вопрос: Какая связь между электричеством и магнетизм? Однако нет никаких свидетельств того, что из этого что-то вышло.

Тот Эрстед и другие искали связь между электричеством и магнетизм в первые годы девятнадцатого века не должен быть означает, что среди ученых существовало общее согласие с тем, что были связаны два явления.В 1802 году француз Ампер утверждал, что он продемонстрирует, что электричество и магнетизм возникли в результате двух разных жидкости, действующие независимо друг от друга. И Томас Янг в Англии спустя пять лет написал, что «нет причин предполагать, что связь между магнетизмом и электричеством ». (9)

Между 1807 и 1812 годами интересы Эрстеда были направлены на химию, достигнув кульминации в 1812 году с публикацией его «Обсуждений физических наук». Законы химии, выведенные из новых явлений . (10) Цель Эрстеда в этой работе «заключалась в том, чтобы принести принципы философии природы. в химию и покажут, как они могут прояснить проблемы, какие химические столкнулся в 1813 г. « (11)

Хотя конкретные детали обсуждения химии Эрстедом будут не подлежит анализу здесь, уместны два замечания о книге, оба имеющих отношение к особым принципам философии природы, которые были очевидно в обращении Эрстеда.

Одной из забот Эрстеда было раскрыть высшие принципы понимания под которым стояли законы химии. И Кант, и Шеллинг, как мы уже видел, подумал что надо было открыть априори принципы, в соответствии с которыми эмпирические обобщения могли стоять перед эмпирические обобщения могут стать законами природы. Эрстед согласился с Кейн и Шеллинг, что эта предварительная философская задача была предпосылкой, и он был озабочен «попыткой усовершенствовать химическую теорию природы. за счет сведения всех химических воздействий к первичным силам (Urkräfte ), откуда они происходят.Тогда мы будем в состоянии получить все химические свойства из этих первичных сил и свои законы. … Тогда химия станет теорией силы ». (12)

Единство природы, которое гарантировало существование таких первичных принципов, также был ответственен за убеждение Эрстеда в том, что проявления первичные силы природы (статическое электричество, гальванизм, магнетизм, химические affinity) были взаимосвязаны.

Электричество, магнетизм и гальванизм теперь тоже относятся к химии, оказывается, что те же самые фундаментальные силы, которые производят электричество, магнитные и гальванические эффекты вызывают химические эффекты в другой форме. (13)
Во-вторых, Эрстед искал в химии полярность, на которую претендовал Шеллинг. было присуще всей природе. Признавая, что окисление было реакцией фундаментального значения в химии, Эрстед отводил ему роль одна из двух фундаментальных полярных сил в природе. Другая, противоположная сила была горючесть. Каждое тело содержало в себе обе эти силы. Если тело обладало большей силой горения, чем горючести, то он горел в кислороде; но если бы в нем было больше силы горючести, затем в нем сгорели другие тела.

Прежде чем мы оставим соображения Эрстеда, , мы должны отметить, что Эрстед кратко рассмотрел здесь магнетизм в 1812 году. Он пришел к выводу, что различия между электрическим, гальваническим и магнитным воздействием были более степени, чем в своем роде, и предположил, что можно было бы раскрыть эмпирически наблюдаемая связь между гальванической и магнитной силой.

Открытие электромагнетизма в 1820 году

Можно предположить, что в годы сразу после публикации Работы Эрстеда по химии, датский ученый продолжал преследовать исследования неуловимых сил электричества, магнетизма и химических близость.Интерес к электрическим явлениям продолжал быстро расти после Открытие Вольта в 1820 году. Между 1800 и 1820 годами, например, было не менее 68 книг, брошюр, объявлений о муравьях, опубликованных в девяти странах, были связаны с гальваническими электрическими экспериментами. (14)

Приверженность Эрстеда экспериментам в эти и последующие годы ясно отличает его от его интеллектуального наставника Шеллинга. Несмотря на то что Шеллинг защитил эмпирическое знание (15) также часто можно было встретить его безошибочное подчинение эмпирических исследование умозрительной физики.В Эрстеде акцент был перевернут. Несмотря на способность Риттера к полету воображения, Эрстед вполне может укрепили его понимание важности эмпирических исследований через его контакт с Риттером в Йене. (16)

Настоящее открытие электромагнетизма было сделано во время демонстрации лекции. которую Эрстед проводил для продвинутых студентов весной 1820. Это, пожалуй, единственный в истории науки случай, когда главное научное открытие было совершено перед классом студентов.

Точные детали открытия недоступны. Все что у нас есть три рассказа самого Эрстеда и разрозненные замечания студентов, ни один из них не согласуется с остальными во всем. Эрстед, например, говорит в своем отчете от 1821 года, как будто он намеренно проверяет воздействие электрического тока на магнитную стрелку, но студенческий счет утверждает, что эксперимент касался нагрева какой-то платиновой проволоки с помощью электрического тока, и что стрелка компаса произошла шанс оказаться под проводом.Еще один необъяснимый аспект из истории — задержка Эрстеда в поисках открытия на три месяца после лекции. Ниже приводится самый ранний отчет Эрстеда.

Поскольку я долгое время смотрел на силы, которые проявляют себя в электричестве как общие силы природы, мне пришлось вывести магнитные эффекты от них тоже. Как доказательство того, что я принял это следствие полностью, я могу процитировать следующий отрывок из моего Recherches sur l’identité des force chimiques et électriques , печатный в Париже, 1813 г.»Необходимо проверить, является ли электричество в его наиболее скрытой форме. имеет какое-либо действие на магнит как таковое «. Я написал это во время путешествия, так что я не мог легко проводить эксперименты; не говоря уже о том, что способ их изготовления был для меня тогда совершенно не ясен, все мое внимание применяется к развитию системы химии. я все еще помню что, несколько непоследовательно, я ожидал предсказанного эффекта, особенно от разряда большой электробатареи и притом только надеялся для слабого магнитного эффекта.Поэтому я не преследовал с должным рвением мысли, которые я задумал; Я вернулся к ним через мои лекции об электричестве, гальванизме и магнетизме весной 1820 года. были в основном мужчины, уже значительно продвинутые в науке; так что эти лекции и подготовительные размышления привели меня к более глубоким исследованиям, чем те, которые допустимы на обычных лекциях. Таким образом, мое прежнее убеждение тождества электрических и магнитных сил, развившихся с новой ясностью, и я решил проверить свое мнение экспериментом.Подготовка к этому были сделаны в день, когда я должен был читать лекцию в тот же вечер. я там показан эксперимент Кантона по влиянию химических воздействий на магнитное состояние железа. Я обратил внимание на вариации магнитная стрелка во время грозы, и заодно я отправился гипотеза о том, что электрический разряд может воздействовать на магнитную стрелку размещены вне гальванической цепи. Тогда я решил провести эксперимент. Поскольку я ожидал наибольшего эффекта от разряда, связанного с накаливанием, Я вставил в схему очень тонкий платиновый провод над местом, где игла была найдена.Эффект был безошибочным, но все же это показалось мне настолько сбитым с толку, что я отложил дальнейшее расследование до время, когда я надеялся получить больше свободного времени. В начале июля эти эксперименты были возобновлены и продолжались без перерыва, пока я не приехал по опубликованным результатам. (17)
Что же открыл Эрстед? Через настойчивый муравей повторяется усилия, предпринятые после занятий в классе, Эрстед уточнил характер воздействия провода, проводящего электричество, на магнитный компас.Он обнаружил, что провод, по которому проходит электрический ток, воздействует на магнитную стрелку. расположен ниже провода, заставляя его отклоняться в положение, перпендикулярное к проводу. (Рисунок 1)

Первым желанием Эрстеда было охарактеризовать силу, воздействующую на игла как какой-то аттракцион. Но он обнаружил, что перемещение провод влево или вправо, все время удерживая провод параллельно исходное положение иглы, не повлияло на характер прогиба.Следовательно, сила не могла быть притяжением между одним полюсом и проводом, в этом случае притягиваемый полюс должен следовать за проводом. (Рис. 2)

Игла действительно вращалась в противоположном направлении в двух случаях: 1) когда провод располагался под иглой, или 2) когда ток был перевернут в проводе. От этих и других манипуляций с аппаратом Эрстед объявил о своем заключении относительно силы:

Из предшествующих фактов достаточно очевидно, что электрический конфликт не ограничивается проводником, но довольно рассредоточен широко в прилегающем пространстве.Из предшествующих фактов мы можем аналогичным образом собираем, что этот конфликт совершает круги; без этого условия кажется невозможным, чтобы одна часть соединительного провода при размещении ниже магнитного полюса, должен двигать его на восток, а при размещении над ним к западу; поскольку это природа круга, движения в противоположных частях должно иметь противоположное направление. (18)
Взаимодействие между электричеством и магнетизмом, упомянутое Эрстедом поскольку «конфликт» не был похож ни на одну ранее раскрытую силу Ньютона.Он действовал по кругу вокруг проводящего провода! Теперь знакомое правило правой руки определяет отношение между направлением тока и направлением магнитные силовые линии: возьмитесь за провод правой рукой так, чтобы что большой палец указывает в направлении, в котором течет ток; в пальцы обхватывают проволоку в направлении силовых линий. (Рис.3)

Открытие Эрстеда открыло невероятные возможности для исследований.Как только это фундаментальное соотношение стало известно, новые теоретические достижения и начали реализовываться поразительные разработки в области электромагнитных технологий. быстро. Электромагнетизм — фундамент, на котором строятся изобретения. например, электромагнит и гальванометр. Вскоре после Эрстеда объявление принцип электромагнитной индукции был сформулирован Майклом Фарадеем в Англии, и это привело к разработке генератора и, наконец, электродвигатель.Позже в этом столетии дальнейшие теоретические открытия отождествили свет с распространением электромагнитных волн, раскрывая, как еще одно из «невесомых» восемнадцатого века был связан с другими, подходящее продолжение твердого убеждения Эрстеда в единстве природы.

По иронии судьбы открытие Эрстеда было предсказано, и никто другой чем его старый друг Риттер в Йене. В мае 1803 года Риттер написал Эрстеду что события на Земле могут быть связаны с периодическим возникновением максимальный наклон эклиптики.Риттер предположил, что, когда эклиптика был склонен к его крайностям, крупные открытия в области электричества имели и будут продолжать иметь место. В 1745 году Лейденская банка была изобретена Клейстом; в 1764 году Вильке изобрел электрофор; 1782 произвел конденсатор; а 1801 г. был всего через год после открытия гальванической куча. Он заключил: «Теперь вы вступаете в новую эпоху, в которой в конце год 1819 или 1820, вам придется рассчитывать. Это мы вполне можем стать свидетелями.» (19) Хотя Риттер умер в 1810 году, Эрстед не только стал свидетелем предсказанного заранее, но сам виноват в этом.

Авторские права © 1998 Фредерик Грегори

Банкноты

1. Это отчет Вильгельма Битца, который рассказал что Эрстед лично сказал ему о своем долге перед Шеллингом. Битц цитируется в Роберте Штауффере, «Спекуляции и эксперименты на фоне теории Эрстеда» Открытие электромагнетизма », Isis , 48 (март 1957 г.), стр.35, № 8.

2. Там же ., Стр. 34.

3. Диссертация обсуждается Барри Гауэром, Спекуляция в физике: история и практика натурфилософии », Исследования по истории и философии науки , 3 (1973), стр. 340 и далее.

4. Immanue1 Kant, Prolegomen и Metaphysical Фонды. естествознания , пер. Белфорт Бокс (Лондон, 1903 г.), п. 138.

5. Берн Дибнер, Эрстед и открытие электромагнетизма (Нью-Йорк: Blaistell Pub.Co., 1962), стр. 21 год

6. О Винтерле см. H.A.M. Снелдерс, «Влияние» дуалистической системы Якоба Йозефа Винтерла (1732-1809) о немецком Романтическая эра, Исида , 61 (1970), стр. 231-40.

7. О Риттере см. Stauffer, op. cit ., pp. 40-42; and Gower, op. cit ., pp. 327-39.

8. Stauffer, op. cit ., p. 40. Списки Штауфера. трое других экспериментаторов, которые проводили аналогичные тесты, но без стабильные результаты.

9. Там же ., P. 43.

10. Это произведение, публикуемое на немецком языке в Берлине, было переведен на французский в 1813 году. Тщательный анализ его содержания может можно найти в Gower, op. cit ., стр. 339-49, муравей в L. Pearce Williams, The Истоки теории поля (Нью-Йорк: Random House, 1966), стр. 51-56.

11. Williams, op. соч., с. 51.

12. Цитируется из Обсуждение s 1812 года. in Gower, op.cit ., p. 342.

13. Там же .

14. Дибнер, op. cit ., p. 16, п.

15. См., Например, его Einleitung zu dem Entwurf eines Systems der Naturphilosophie от 1799 г., где он говорит: «Утверждение что естествознание должно уметь выводить все свои принципы a priori в какой-то мере понимается как то, что естествознание должно обходиться без весь опыт, уметь извлекать из себя все его принципы — утверждение настолько абсурдно, что даже возражения против него заслуживают жалости. Не только мы знать то или это на собственном опыте, но изначально мы ничего не знаем все, кроме опыта, и посредством опыта, и в этом В смысле, все наши знания состоят из данных опыта. Эти данные становятся a priori , когда мы осознаем их необходимость «. в Sämtliche Werke, (Штутгарт: Cotta’scher Verlag, 1858), III, стр. 278. Акцент его.

16. За критику Шеллингом «эмпирического анализа» Рихтера. мещанство, см. Stauffer, op.cit ., p. 41.

17. Цитируется по Stauffer, op. cit ., p. 45.

18. «Эксперименты по воздействию электрического тока». на Магнитной игле ». Появляется перевод оригинального латинского счета. в Annals of Philosophy (21 июля 1821 г.). Стр. 71-76 в Дибнер, op. cit ., p. 75.

19. Цитируется по Dibner, op.cit. , стр. 21.

Магнитное поле из-за тонкой прямой проволоки — University Physics Volume 2

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Объясните, как закон Био-Савара используется для определения магнитного поля, создаваемого тонким прямым проводом.
  • Определите зависимость магнитного поля тонкого прямого провода от расстояния до него и силы тока, протекающего по проводу.
  • Нарисуйте магнитное поле, созданное тонким прямым проводом, используя второе правило правой руки.

Какая сила тока необходима для создания значительного магнитного поля, возможно, такого же сильного, как поле Земли? Геодезисты скажут вам, что воздушные линии электропередач создают магнитные поля, которые мешают показаниям их компаса.Действительно, когда Эрстед в 1820 году обнаружил, что ток в проводе воздействует на стрелку компаса, он не имел дела с очень большими токами. Как форма проводов, по которым проходит ток, влияет на форму создаваемого магнитного поля? В главе 28 мы отметили, что токовая петля создает магнитное поле, подобное магнитному стержню, но как насчет прямого провода? Мы можем использовать закон Био-Савара, чтобы ответить на все эти вопросы, включая определение магнитного поля длинного прямого провода.

(рисунок) показан участок бесконечно длинного прямого провода, по которому проходит ток I .Каково магнитное поле в точке P , расположенной на расстоянии R от провода?

Отрезок тонкого прямого токоведущего провода. Независимая переменная имеет пределы и

Начнем с рассмотрения магнитного поля, создаваемого элементом тока, расположенным в позиции x . Используя правило правой руки 1 из предыдущей главы, указывает за пределы страницы для любого элемента вдоль провода. Следовательно, в точке P магнитные поля всех токовых элементов имеют одинаковое направление.Это означает, что мы можем вычислить чистое поле там, оценив скалярную сумму вкладов элементов. Согласно закону Био-Савара

Проволока симметрична относительно точки O , поэтому мы можем установить пределы интегрирования от нуля до бесконечности и удвоить ответ, а не интегрировать от отрицательной бесконечности к положительной бесконечности. На основе рисунка и геометрии мы можем записать выражения для r и x и R , а именно:

Подставляя эти выражения в (рисунок), интеграция магнитного поля становится

Вычисление интеграла дает

Подстановка пределов дает нам решение

Линии магнитного поля бесконечного провода круглые и центрированы на проводе ((Рисунок)), и они идентичны во всех плоскостях, перпендикулярных проводу.Поскольку поле уменьшается с удалением от провода, расстояние между силовыми линиями должно соответственно увеличиваться с расстоянием. Направление этого магнитного поля можно найти с помощью второй формы правила правой руки (проиллюстрировано на (Рисунок)). Если вы держите провод правой рукой так, чтобы большой палец указывал на ток, тогда ваши пальцы охватывают провод в том же смысле, что и

. Некоторые силовые линии магнитного поля бесконечного провода. Направление можно найти с помощью правила правой руки.

Направление силовых линий можно наблюдать экспериментально, поместив несколько маленьких стрелок компаса на круг возле провода, как показано на (Рисунок). Когда в проводе нет тока, иглы совпадают с магнитным полем Земли. Однако, когда через провод проходит большой ток, все стрелки компаса касаются окружности. Железные опилки, рассыпанные на горизонтальной поверхности, также очерчивают линии поля, как показано на (Рисунок).

Форму силовых линий длинного провода можно увидеть с помощью (а) небольших стрелок компаса и (б) железных опилок.

Расчет магнитного поля из-за трех проводов Три провода расположены в углах квадрата, и все они несут токи 2 ампера на страницу, как показано на (Рисунок). Вычислите величину магнитного поля в другом углу квадрата, точка P , если длина каждой стороны квадрата равна 1 см.

По трем проводам на страницу течет ток. Магнитное поле определяется в четвертом углу квадрата.

Стратегия Рассчитывается магнитное поле каждого провода в нужной точке.Диагональное расстояние вычисляется с помощью теоремы Пифагора. Затем направление вклада каждого магнитного поля определяется путем рисования круга с центром в конце провода и направленным к желаемой точке. Направление вклада магнитного поля от этого провода является касательным к кривой. Наконец, работая с этими векторами, вычисляется результат.

Решение Провода 1 и 3 имеют одинаковую величину вклада магнитного поля в точке P :

Провод 2 имеет большее расстояние и вклад магнитного поля в точке P составляет:

Показаны векторы для каждого из этих вкладов магнитного поля.

Магнитное поле в направлении x имеет вклад от провода 3 и компонента x провода 2:

Компонент y аналогичным образом представляет собой вклады от провода 1 и y -компонент провода 2:

Следовательно, чистое магнитное поле является результатом этих двух компонентов:

Значение Геометрия в этой задаче приводит к тому, что вклады магнитного поля в направлениях x и y имеют одинаковую величину.Это не обязательно так, если токи имели разные значения или если провода были расположены в разных положениях. Независимо от численных результатов, работа с компонентами векторов даст результирующее магнитное поле в нужной точке.

Проверьте свое понимание Используя (рисунок), сохраняя одинаковые токи в проводах 1 и 3, какой ток должен быть в проводе 2, чтобы противодействовать магнитным полям от проводов 1 и 3, чтобы в точке не было чистого магнитного поля. П?

4 ампера вытекает из с.

Сводка

  • Напряженность магнитного поля, создаваемого током в длинном прямом проводе, определяется выражением (длинный прямой провод), где I — ток, R — кратчайшее расстояние до провода, а константа — проницаемость свободное место.
  • Направление магнитного поля, создаваемого длинным прямым проводом, определяется правилом правой руки 2 (RHR-2): направьте большой палец правой руки в направлении тока, и пальцы согнуты в направлении магнитного поля. создаваемые им полевые петли.

Концептуальные вопросы

Как бы вы сориентировали два длинных прямых провода с током, чтобы между ними не возникала результирующая магнитная сила? ( Подсказка : при какой ориентации один провод не будет испытывать магнитного поля от другого?)

Вы должны убедиться, что токи текут перпендикулярно друг другу.

Проблемы

Типичный ток в молнии составляет A. Оцените магнитное поле на расстоянии 1 м от молнии.

Величина магнитного поля на расстоянии 50 см от длинного тонкого прямого провода равна Каков ток через длинный провод?

По линии передачи, протянутой на высоте 7,0 м над землей, проходит ток силой 500 А. Что такое магнитное поле на земле непосредственно под проводом? Сравните свой ответ с магнитным полем Земли.

По длинному прямому горизонтальному проводу проходит ток слева направо 20 А.Если провод помещен в однородное магнитное поле величиной, направленное вертикально вниз, какова результирующая величина магнитного поля на 20 см над проводом? На 20 см ниже провода?

В обоих ответах величина магнитного поля равна

.

Два длинных параллельных провода, показанные на прилагаемом рисунке, переносят токи в одном направлении. Если и какое магнитное поле в точке P?

На прилагаемом рисунке показаны два длинных прямых горизонтальных провода, параллельных друг другу на расстоянии 2 a друг от друга.Если оба провода пропускают ток I в одном и том же направлении, (a) какое магнитное поле в точке (b)

В точке P1 чистое магнитное поле равно нулю. На P2, на страницу.

Повторите вычисления предыдущей задачи с обратным направлением тока в нижнем проводе.

Рассмотрим область между проводами предыдущей задачи. На каком расстоянии от верхнего провода чистое магнитное поле минимально? Предположим, что токи равны и текут в противоположных направлениях.

Магнитное поле минимально на расстоянии a от верхнего провода или посередине между проводами.

.