Дети и учеба — Информационный портал
Физика 11 класс профильный уровень
Вариант №1
1 – электрон движется прямолинейно и равномерно;
А. 1 Б. 2 В. 3 Г. 1 и 2 Д. 1 и 3 Е. 2 и 3 Ж. Во всех случаях
На проводник, помещенный в магнитное поле, действует сила 3 Н. Длина активной части проводника 60 см, сила тока 5 А. Определите модуль вектора магнитной индукции поля.
Какая физическая величина измеряется в вольтах?
Частица с электрическим зарядом 8·10 -19 Кл движется со скоростью 220 км/ч в магнитном поле с индукцией 5 Тл, под углом 30 0 . Определить значение силы Лоренца.
А. 10 -15 Н Б. 2·10 -14 Н В. 2·10 -12 Н Г. 1,2·10 -16 Н Д. 4·10 -12 Н Е. 1,2·10 -12 Н
Прямолинейный проводник длиной 10 см расположен под углом 30 0 к вектору магнитной индукции. Какова сила Ампера, действующая на проводник, при силе тока 200 мА и индукции поля 0,5 Тл?
А. 5 мН Б. 0,5 Н В. 500 Н Г. 0,02 Н Д. 2Н
При вдвигании в катушку постоянного магнита в ней возникает электрический ток. Как называется это явление?
Определить магнитный поток, пронизывающий поверхность, ограниченную контуром, площадью 1 м 2 , если вертикальная составляющая индукции магнитного поля 0,005 Тл.
А. 200 Н Б. 0,05 Вб В. 5 мФ Г. 5000 Вб Д. 0,02 Тл Е. 0,005 Вб
Магнитное поле создается….
Сила тока, равная 1 А, создает в контуре магнитный поток в 1 Вб. Определить индуктивность контура.
А. 1 А Б. 1 Гн В. 1 Вб Г. 1 Гн Д. 1 Ф
В цепи, содержащей источник тока, при замыкании возникает явление…
А. Электростатическая индукция Б. Магнитная индукция
Какова энергия магнитного поля катушки индуктивностью, равной 2 Гн, при силе тока в ней, равной 200 мА?
А. 400 Дж Б. 4·10 4 Дж В. 0,4 Дж Г. 8·10 -2 Дж Д. 4·10 -2 Дж
Вблизи неподвижного положительно заряженного шара обнаруживается….
А. Электрическое поле Б. Магнитное поле В. Электромагнитное поле
Г. Попеременно то электрическое, то магнитное поля
Определить индуктивность катушки через которую проходит поток величиной 5 Вб при силе тока 100 мА.
А. 0,5 Гн Б. 50 Гн В. 100 Гн Г. 0,005 Гн Д. 0,1 Гн
Какова ЭДС индукции, возбуждаемая в проводнике, помещенном в магнитном поле с индукцией 100 мТл, если оно полностью исчезает за 0,1 с? Площадь, ограниченная контуром, равна 1 м 2 .
А. 100 В Б. 10 В В. 1 В Г. 0,1 В Д. 0,01 В
А. Иногда Б. Нет В. Да Г Недолго
Определить сопротивление проводника длиной 40 м, помещенного в магнитное поле, если скорость движения 10 м/с, индукция поля равна 0,01 Тл, сила тока 1А.
А. 400 Ом Б. 0,04 Ом В. 0,4 Ом Г. 4 Ом Д. 40 Ом
Тест №1 «Электродинамика»
Вариант №2
А. Частица движется прямолинейно ускоренно Б. Заряженная частица движется прямолинейно равномерно В. Движется магнитный заряд
Определить силу, действующую на проводник длиной 20 см, помещенный в магнитное поле с индукцией 5 Тл, при силе тока 10 А.
А. 10 Н Б. 0,01 Н В. 1 Н Г. 50 Н Д. 100 Н
Какая физическая величина измеряется в веберах?
Частица с электрическим зарядом 4·10 -19 Кл движется со скоростью 1000 км/ч в магнитном поле с индукцией 5 Тл, под углом 30 0 . Определите значение силы Лоренца.
А. 10 -15 Н Б. 2·10 -14 Н В. 2,7·10 -16 Н Г. 10 -12 Н Д. 4·10 -16 Н Е. 2,7·10 -12 Н
При выдвигании из катушки постоянного магнита в ней возникает электрический ток. Как называется это явление?
А. Электростатическая индукция Б. Магнитная индукция
В. Электромагнитная индукция Г. Самоиндукция Д. Индуктивность
Электрическое поле создается….
А. Неподвижными электрическими зарядами Б. Магнитными зарядами
В. Постоянными электрическими зарядами Г. Постоянными магнитами
Прямолинейный проводник длиной 20 см расположен под углом 30 0 к вектору индукции магнитного поля. Какова сила Ампера, действующая на проводник, при силе тока 100 мА и индукции поля 0,5 Тл?
А. 5 мН Б. 0,5 Н В. 500 Н Г. 0,02 Н Д. 2 Н
Чем определяется величина ЭДС индукции в контуре?
А. Магнитной индукцией в контуре Б. Магнитным потоком через контур
В. Индуктивностью контура Г. Электрическим сопротивлением контура
Д. Скоростью изменения магнитного потока
Какой магнитный поток создает силу тока, равную 1 А, в контуре с индуктивностью в 1 Гн?
А. 1А Б. 1 Гн В. 1 Вб Г. 1 Тл Д. 1 Ф
Чему равен магнитный поток, пронизывающий поверхность контура площадью 1 м 2 , индукция магнитного поля равна 5 Тл? Угол между вектором магнитной индукции и нормалью равен 60 0 .
А. 5 Ф Б. 2,5 Вб В. 1,25 Вб Г. 0,25 Вб Д. 0,125 Вб
При перемещении заряда по замкнутому контуру в вихревом электрическом поле, работа поля равна….
А. Ноль Б. Какой – то величине В. ЭДС индукции
Определить индуктивность катушки, если при силе тока в 2 А, она имеет энергию 0,4 Дж.
А. 200 Гн Б. 2 мГн В. 100 Гн Г. 200 мГн Д. 10 мГн
А. Только магнитное поле Б. Только электрическое поле В. Электромагнитное поле
Г. Поочередно то магнитное, то электрическое поле
Какова ЭДС индукции, возбуждаемая в проводнике, помещенном в магнитное поле с индукцией 200 мГн, если оно полностью исчезает за 0,01 с? Площадь, ограниченная контуром, равна 1 м 2 .
А. 200 В Б. 20 В В. 2 В Г. 0,2 В Д. 0,02 В
Определить сопротивление проводника длиной 20 м, помещенного в магнитное поле, если скорость движения 10 м/с, индукция поля равна 0,01 Тл, сила тока 2 А.
А. 400 Ом Б. 0,01 Ом В. 0,4 Ом Г. 1 Ом Д. 10 Ом
Можно ли использовать скрученный удлинитель большой длины при большой нагрузке?
А. Иногда Б. Нет В. Да Г. Недолго
Контрольная работа №1 «Основы электродинамики»
Вариант №3
В каком случае вокруг движущегося электрона возникает магнитное поле?
1 – электрон движется равномерно и прямолинейно;
2 – электрон движется равномерно по окружности;
3 – электрон движется равноускорено прямолинейно.
А. 3 Б. 2 В. 1 Г. 1 и 2 Д. 1 и 3 Е. 1, 2 и 3 Ж. 2 и 3
З. Такого случая среди вариантов нет
На проводник, помещенный в магнитное поле, действует сила 1 Н. длина активной части проводника 60 см, сила тока 15 А. Определить модуль вектора магнитной индукции поля.
А. 3Тл Б. 0,1Тл В. 1Тл Г. 6Тл Д. 100Тл
3. Магнитное поле создается…
А. Неподвижными электрическими зарядами Б. Магнитными зарядами
В. Постоянными электрическими зарядами Г. Постоянным магнитом
4. Какая физическая величина измеряется в «генри»?
А. индукция поля Б. магнитный поток В. ЭДС индукции Г. Индуктивность
5. Частица с электрическим зарядом 8*10 -19 Кл движется со скоростью 500км/ч в магнитном поле с индукцией 10Тл, под углом 30 0
А. 10 -16 Н Б. 2*10 -14 Н В. 2,7*10 -16 Н Г. 10 -12 Н Д. 4*10 -16 Н Е. 5,5*10 -16 Н
6. Прямолинейный проводник длиной 10см расположен под углом 30 0 к вектору индукции магнитного поля. Какова сила Ампера, действующая на проводник, при силе тока 200мА и индукции поля 0,5Тл?
А. 5*10 -3 Н Б. 0,5Н В. 500Н Г. 0,02Н Д. 2Н
7. Определить магнитный поток, пронизывающий поверхность, ограниченную контуром, площадью 1м 2 , если вертикальная составляющая индукции магнитного поля 0,005Тл.
А. 200Н Б. 0,05Вб В. 0,005Ф Г. 5000Вб Д. 0,02Вб Е. 0,005Вб
8. Магнитное поле создается…
А. Неподвижными электрическими зарядами Б. Магнитными зарядами
В. Постоянными электрическими зарядами Г. Движущимися электрическими зарядами
9. Сила тока, равная 1А, создает в контуре магнитный поток в 1Вб. Определить индуктивность контура.
А. 1А Б. 1Гн В. 1Вб Г. 1Тл Д. 1Ф
10. В цепи, содержащей источник тока, при замыкании возникает явление…
Г. Самоиндукция Д. индуктивность
11. При вдвигании в катушку постоянного магнита в ней возникает электрический ток. Как называется это явление?
А. электростатическая индукция Б. магнитная индукция В. Электромагнитная индукция
Г. Самоиндукция Д. индуктивность
12. Какова энергия магнитного поля катушки индуктивностью, равной 4Гн, при силе тока в ней, равной 200мА?
А. 1600Дж Б. 8*10 -2 Дж В. 0,4Дж Г. 16*10 -4 Дж Д. 4*10 -2 Дж
13. Вблизи неподвижного положительно заряженного шара образуется…
А. электрическое поле Б. магнитное поле В. Электрическое и магнитное поля
Г. Попеременно то электрическое, то магнитное
14. Определить индуктивность катушки, через которую проходит поток величиной 50Вб при силе тока 10мА.
А. 0,5Гн Б. 50Гн В. 100Гн Г. 5000Гн Д. 0,1Гн
15. Какова ЭДС индукции, возбуждаемая в проводнике, помещенном в магнитное поле с индукцией 100мТл, если оно полностью исчезает за 0,1с? Площадь, ограниченная контуром, равна 1м 2 .
А. 100В Б. 10В В. 1В Г. 0,1В Д. 0,01В
16. Определить сопротивление проводника длиной 40м, помещенного в магнитное поле, если скорость движения 10м/с, индукция поля равна 0,01Тл, сила тока 1А.
А. 400Ом Б. 0,04Ом В. 0,4Ом Г. 4Ом Д. 40Ом
Тест №1 «Электродинамика»
Вариант №4
Какая физическая величина измеряется в «веберах»?
А. индукция поля Б. магнитный поток В. ЭДС индукции Г. Индуктивность
Определить силу, действующую на проводник с током длиной 40см, помещенный в магнитное поле с индукцией 5Тл, при силе тока 5А.
А. 1000Н Б. 0,01Н В. 1Н Г. 50Н Д. 10Н
Частица с электрическим зарядом 4*10 -19 Кл движется со скоростью 1000км/ч в магнитном поле с индукцией 5Тл, под углом 30 0 к вектору магнитной индукции. Определить значение силы Лоренца.
А. 10 -16 Н Б. 2,7*10 -14 Н В. 1,7*10 -16 Н Г. 10 -12 Н Д. 4*10 -16 Н Е. 2,7*10 -16 Н
При движении катушек относительно друг друга в одной из них возникает электрический ток, при условии, что другая подключена к источнику тока. Как называется данное явление?
А. электростатическая индукция Б. магнитная индукция В. Электромагнитная индукция Г. Самоиндукция Д. индуктивность
Электрическое поле создается…
А. неподвижными электрическими зарядами Б. магнитными зарядами
В. Постоянными электрическими зарядами Г. Постоянными магнитами
В каком случае можно говорить о возникновении магнитного поля?
А. заряженная частица движется прямолинейно ускоренно Б. заряженная частица движется прямолинейно равномерно В. Движется магнитный заряд
Прямолинейный проводник длиной 20см расположен под углом 90 0 к вектору индукции магнитного поля. Какова сила Ампера, действующая на проводник, если сила тока в нем равна 100мА, а индукция магнитного поля – 0,5Тл?
А. 5мН Б. 0,2Н В. 100Н Г. 0,01Н Д. 2Н
От чего зависит ЭДС индукции в контуре?
А. магнитной индукции в контуре Б. магнитного потока через контур
В. Индуктивности контура Г. Электрического сопротивления контура
Д. скорости изменения магнитного потока
Какой магнитный поток создает силу тока, равную 2А, в контуре индуктивностью в 1Гн?
А. 2А Б. 2Гн В. 2Вб Г. 2Тл Д. 2Ф
Чему равен магнитный поток, пронизывающий поверхность контура площадью 0,5м 2 , индукция магнитного поля равна 5Тл? Угол между вектором магнитной индукции и нормалью 60 0 .
А. 5Ф Б. 2,5Вб В. 1,25Вб Г. 0,25Вб Д. 0,125Вб
При перемещении заряда по замкнутому контуру в стационарном электрическом поле, работа поля равна….
А. ноль Б. какой-то величине В. ЭДС индукции
Можно ли использовать скрученный удлинитель большой длины при большой нагрузке?
А. иногда Б. нет В. Да Г. Недолго
По прямому проводу течет постоянный ток. Вблизи провода наблюдается…
А. только магнитное поле Б. только электрическое поле
В. Одновременно и магнитное и электрическое поля Г. Поочередно то магнитное, то электрическое поля
Какова ЭДС индукции, возбуждаемая в проводнике, помещенном в магнитное поле с индукцией 200мТл, если оно полностью исчезает за 0,05с? Площадь, ограниченная контуром, равна 1м 2 .
А. 400В Б. 40В В. 4В Г. 0,4В Д. 0,04В
Определить сопротивление проводника длиной 20м, помещенного в магнитное поле, если скорость движения 10м/с, индукция поля равна 0,01Тл, сила тока 2А.
А. 100Ом Б. 0,01Ом В. 0,1Ом Г. 1Ом Д. 10Ом
Определить индуктивность катушки, если при силе тока в 2а, она имеет энергию 0,2Дж.
А. 200Гн Б. 2мГн В. 100Гн Г. 200мГн Д. 100мГн
Список литературы:
Физика: Учеб. для 11 кл. общеобразоват. учреждений / Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев. — 15-е изд. -М.: Просвещение, 2009.-381с.
Физика. Задачник. 10-11 кл.: Пособие для общеобразоват. учреждений / Рымкевич А. П. — 12-е изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2008. — 192 с.
Самостоятельные и контрольные работы. Физика. Кирик, Л. А П.-М.:Илекса,2005.
Ширина блока px
Скопируйте этот код и вставьте себе на сайт
Место работы: МОКУ «Покровская средняя общеобразовательная школа Октябрьского района»
Должность: учитель физики
Дополнительные сведения: тест разработан по содержанию общеобразовательной программы для 11
класса средней школы
Тест №1 «Электродинамика»
Вариант №1
1.
1 – электрон движется прямолинейно и равномерно;
2 –
3 – электрон движется равноускорено прямолинейно.
А. 1Б. 2 В. 3 Г. 1 и 2 Д. 1 и 3 Е. 2 и 3 Ж. Во всех случаях
З. Такого случая среди вариантов нет
2.На проводник, помещенный в магнитное поле, действует сила 3 Н. Длина активной части проводника
60 см, сила тока 5 А. Определите модуль вектора магнитной индукции поля.
А. 3Тл Б. 0,1Тл В. 1Тл Г. 6Тл Д. 100Тл
3.Какая физическая величина измеряется в вольтах?
4.Частица с электрическим зарядом 8·10
Кл движется со скоростью 220 км /ч в магнитном поле с
индукцией 5 Тл, под углом 30
Определить значение силы Лоренца.
Н В. 2·10
Н Г. 1,2·10
Н Д. 4·10
Н Е. 1,2·10
5.Прямолинейный проводник длиной 10 см расположен под углом 30
к вектору магнитной индукции.
Какова сила Ампера, действующая на проводник, при силе тока 200 мА и индукции поля 0,5 Тл?
А. 5 мН Б. 0,5 Н В. 500 Н Г. 0,02 Н Д. 2Н
6.При вдвигании в катушку постоянного магнита в ней возникает электрический ток. Как называется это
В. Электромагнитная индукцияГ. Самоиндукция Д. Индуктивность
7.Определить магнитный поток, пронизывающий поверхность, ограниченную контуром, площадью 1 м
если вертикальная составляющая индукции магнитного поля 0,005 Тл.
А. 200 Н Б. 0,05 Вб В. 5 мФ Г. 5000 Вб Д. 0,02 Тл Е. 0,005 Вб
8.Магнитное поле создается….
9.Сила тока, равная 1 А, создает в контуре магнитный поток в 1 Вб. Определить индуктивность контура.
А. 1 А Б. 1 Гн В. 1 Вб Г. 1 Гн Д. 1 Ф
10.В цепи, содержащей источник тока, при замыкании возникает явление…
Б. Магнитная индукция
В. Электромагнитная индукция Г. Самоиндукция Д. Индуктивность
11.Какова энергия магнитного поля катушки индуктивностью, равной 2 Гн, при силе тока в
ней, равной 200 мА?
А. 400 Дж Б. 4·10
Дж В. 0,4 Дж Г. 8·10
Дж Д. 4·10
Дж
12.Вблизи неподвижного положительно заряженного шара обнаруживается….
А. Электрическое поле Б. Магнитное поле В. Электромагнитное поле
Г. Попеременно то электрическое, то магнитное поля
13.Определить индуктивность катушки через которую проходит поток величиной 5 Вб при силе тока 100
А. 0,5 Гн Б. 50 Гн В. 100 Гн Г. 0,005 Гн Д. 0,1 Гн
14.Какова ЭДС индукции, возбуждаемая в проводнике, помещенном в магнитном поле с индукцией 100
мТл, если оно полностью исчезает за 0,1 с? Площадь, ограниченная контуром, равна1 м
А. 100 В Б. 10 В В. 1 В Г. 0,1 В Д. 0,01 В
15.Можно ли использовать скрученный удлинитель большой длиныпри большой нагрузке?
А. Иногда Б. Нет В. Да Г Недолго
16.Определить сопротивление проводника длиной 40 м, помещенного в магнитное поле, если скорость
движения 10 м/ с, индукция поля равна 0,01 Тл, сила тока 1А.
А. 400 Ом Б. 0,04 Ом В. 0,4 Ом Г. 4 Ом Д. 40 Ом
Тест №1 «Электродинамика»
Вариант №2
1.
А. Частица движется прямолинейно ускоренно Б. Заряженная частица движется прямолинейно
равномерно В. Движется магнитный заряд
2.Определить силу, действующую на проводник длиной 20 см,помещенный в магнитное поле с
индукцией 5 Тл, при силе тока 10 А.
А. 10 Н Б. 0,01 Н В. 1 Н Г. 50 Н Д. 100 Н
3.Какая физическая величина измеряется в веберах?
А. Индукция поля Б. Магнитный поток В. ЭДС индукции Г. Индуктивность
4.Частица с электрическим зарядом 4·10
Кл движется со скоростью 1000 км/ ч в магнитном поле с
индукцией 5 Тл, под углом 30
Определите значение силы Лоренца.
Н Б. 2·10
Н В. 2,7·10
Н Г. 10
Н Д. 4·10
Н Е. 2,7·10
5.При выдвигании из катушки постоянного магнита в ней возникает электрический ток. Как называется
А. Электростатическая индукция Б. Магнитная индукция
В. Электромагнитная индукция Г. Самоиндукция Д. Индуктивность
6.Электрическое поле создается….
Б. Магнитными зарядами
Г. Постоянными магнитами
7.Прямолинейный проводник длиной 20 см расположен под углом 30
поля. Какова сила Ампера, действующая на проводник, при силе тока 100 мА и индукции поля 0,5 Тл?
А. 5 мН Б. 0,5 Н В. 500 Н Г. 0,02 Н Д. 2 Н
8.Чем определяется величина ЭДС индукции в контуре?
А. Магнитной индукцией в контуре Б. Магнитным потоком через контур
В. Индуктивностью контура Г. Электрическим сопротивлением контура
Д. Скоростью изменения магнитного потока
9.Какой магнитный поток создает силу тока, равную 1 А, в контуре с индуктивностью в 1 Гн?
А. 1А Б. 1 Гн В. 1 Вб Г. 1 Тл Д. 1 Ф
10.Чему равен магнитный поток, пронизывающий поверхность контура площадью 1 м
Индукция
магнитного поля равна 5 Тл? Угол между вектором магнитной индукции и нормалью равен 60
А. 5 Ф Б. 2,5 Вб В. 1,25 Вб Г. 0,25 Вб Д. 0,125 Вб
11.При перемещении заряда по замкнутому контуру в вихревом электрическом поле, работа поля
А. Ноль Б. Какой –то величине В. ЭДС индукции
12.Определить индуктивность катушки, если при силе тока в 2 А, она имеет энергию 0,4 Дж.
А. 200 Гн Б. 2 мГн В. 100 Гн Г. 200 мГн Д. 10 мГн
13.По прямому проводу течет постоянный ток. Вблизи провода наблюдается…
А. Только магнитное поле Б. Только электрическое поле В. Электромагнитное поле
Г. Поочередно то магнитное, то электрическое поле
14.Какова ЭДС индукции, возбуждаемая в проводнике, помещенном в магнитное поле с индукцией 200
мГн, если оно полностью исчезает за 0,01 с? Площадь, ограниченная контуром, равна 1 м
А. 200 В Б. 20 В В. 2 В Г. 0,2 В Д. 0,02 В
15.Определить сопротивление проводника длиной 20 м, помещенного в магнитное поле, если скорость
движения 10 м/ с, индукция поля равна 0,01 Тл, сила тока 2 А.
А. 400 Ом Б. 0,01 Ом В. 0,4 Ом Г. 1 Ом Д. 10 Ом
16.Можно ли использовать скрученный удлинитель большой длины при большой нагрузке?
А. Иногда Б. Нет В. Да Г. Недолго
Тест №1 «Электродинамика»
Вариант №3
1.В каком случае вокруг движущегося электрона возникает магнитное поле?
1 – электрон движется равномерно и прямолинейно;
2 – электрон движется равномерно по окружности;
3 – электрон движется равноускорено прямолинейно.
А. 3 Б. 2 В. 1 Г. 1 и 2 Д. 1 и 3 Е. 1, 2 и 3 Ж. 2 и 3
З. Такого случая среди вариантов нет
2.На проводник, помещенный в магнитное поле, действует сила 1 Н. длина активной части
проводника 60 см, сила тока 15 А. Определить модуль вектора магнитной индукции поля.
А. 3ТлБ. 0,1ТлВ. 1ТлГ. 6ТлД. 100Тл
3. Магнитное поле создается…
А. Неподвижными электрическими зарядамиБ. Магнитными зарядами
В. Постоянными электрическими зарядамиГ. Постоянным магнитом
4. Какая физическая величина измеряется в «генри»?
А. индукция поляБ. магнитный потокВ. ЭДС индукцииГ. Индуктивность
5. Частица с электрическим зарядом 8*10
Кл движется со скоростью 500км/ ч в магнитном поле с
индукцией 10Тл, под углом 30
Н Б. 2*10
Н В. 2,7*10
Н Г. 10
Н Д. 4*10
Н Е. 5,5*10
6. Прямолинейный проводник длиной 10см расположен под углом 30
к вектору индукции магнитного
поля. Какова сила Ампера, действующая на проводник, при силе тока 200мА и индукции поля 0,5Тл?
Н Б. 0,5Н В. 500Н Г. 0,02Н Д. 2Н
7. Определить магнитный поток, пронизывающий поверхность, ограниченную контуром, площадью
Если вертикальная составляющая индукции магнитного поля 0,005Тл.
А. 200Н Б. 0,05Вб В. 0,005Ф Г. 5000Вб Д. 0,02Вб Е. 0,005Вб
8. Магнитное поле создается…
А. Неподвижными электрическими зарядами Б. Магнитными зарядами
В. Постоянными электрическими зарядами Г. Движущимися электрическими зарядами
9. Сила тока, равная 1А, создает в контуре магнитный поток в 1Вб. Определить индуктивность
А. 1А Б. 1ГнВ. 1Вб Г. 1Тл Д. 1Ф
10. В цепи, содержащей источник тока, при замыкании возникает явление…
А. электростатическая индукция Б. магнитная индукция В. Электромагнитная индукция
Г. Самоиндукция Д. индуктивность
11. При вдвигании в катушку постоянного магнита в ней возникает электрический ток. Как называется
А. электростатическая индукция Б. магнитная индукция В. Электромагнитная индукция
Г. Самоиндукция Д. индуктивность
12. Какова энергия магнитного поля катушки индуктивностью, равной 4Гн, при силе тока в ней,
равной 200мА?
А. 1600Дж Б. 8*10
Дж В. 0,4Дж Г. 16*10
Дж Д. 4*10
13. Вблизи неподвижного положительно заряженного шара образуется…
А. электрическое поле Б. магнитное поле В. Электрическое и магнитное поля
Г. Попеременно то электрическое, то магнитное
14. Определить индуктивность катушки, через которую проходит поток величиной 50Вб при силе тока
А. 0,5Гн Б. 50Гн В. 100Гн Г. 5000Гн Д. 0,1Гн
15. Какова ЭДС индукции, возбуждаемая в проводнике, помещенном в магнитное поле с индукцией
100мТл, если оно полностью исчезает за 0,1с? Площадь, ограниченная контуром, равна 1м
А. 100В Б. 10В В. 1В Г. 0,1В Д. 0,01В
16. Определить сопротивление проводника длиной 40м, помещенного в магнитное поле, если скорость
движения 10м/ с, индукция поля равна 0,01Тл, сила тока 1А.
А. 400Ом Б. 0,04Ом В. 0,4Ом Г. 4Ом Д. 40Ом
Тест №1 «Электродинамика»
Вариант №4
1. Какая физическая величина измеряется в «веберах»?
А. индукция поля Б. магнитный поток В. ЭДС индукции Г. Индуктивность
2. Определить силу, действующую на проводник с током длиной 40см, помещенный в магнитное
поле с индукцией 5Тл, при силе тока 5А.
А. 1000Н Б. 0,01Н В. 1Н Г. 50Н Д. 10Н
3. Частица с электрическим зарядом 4*10
Кл движется со скоростью 1000км/ ч в магнитном поле с
индукцией 5Тл, под углом 30
к вектору магнитной индукции. Определить значение силы Лоренца.
Н Б. 2,7*10
Н В. 1,7*10
Н Г. 10
Н Д. 4*10
Н Е. 2,7*10
4. При движении катушек относительно друг друга в одной из них возникает электрический ток, при
условии, что другая подключена к источнику тока. Как называется данное явление?
А. электростатическая индукция Б. магнитная индукция В. Электромагнитная
индукция Г. Самоиндукция Д. индуктивность
5. Электрическое поле создается…
А. неподвижными электрическими зарядами Б. магнитными зарядами
В. Постоянными электрическими зарядами Г. Постоянными магнитами
6. В каком случае можно говорить о возникновении магнитного поля?
А. заряженная частица движется прямолинейно ускоренно Б. заряженная частица движется
прямолинейно равномерно В. Движется магнитный заряд
Тест №1 «Электродинамика» Вариант №1 1. В каком случае вокруг движущегося электрона возникает магнитное поле? 1 – электрон движется прямолинейно и равномерно; 2 – электрон движется равномерно по окружности; 3 – электрон движется равноускорено прямолинейно. А. 1 З. Такого случая среди вариантов нет Б. 2 В. 3 Г. 1 и 2 Д. 1 и 3 Е. 2 и 3 Ж. Во всех случаях 2. На проводник, помещенный в магнитное поле, действует сила 3 Н. Длина активной части проводника 60 см, сила тока 5 А. Определите модуль вектора магнитной индукции поля. А. 3Тл Б. 0,1Тл В. 1Тл Г. 6Тл Д. 100Тл 3. Какая физическая величина измеряется в вольтах? А. Индукция поля Б. Магнитный поток В. ЭДС индукции Г. Индуктивность 4. Частица с электрическим зарядом 8?1019 Кл движется со скоростью 220 км/ч в магнитном поле с индукцией 5 Тл, под углом 300. Определить значение силы Лоренца. А. 1015 Н Б. 2?1014 Н В. 2?1012 Н Г. 1,2?1016 Н Д. 4?1012 Н Е. 1,2?1012 Н 5. Прямолинейный проводник длиной 10 см расположен под углом 300 к вектору магнитной индукции. Какова сила Ампера, действующая на проводник, при силе тока 200 мА и индукции поля 0,5 Тл? А. 5 мН Б. 0,5 Н В. 500 Н Г. 0,02 Н Д. 2Н 6. При вдвигании в катушку постоянного магнита в ней возникает электрический ток. Как называется это явление? А. Электростатическая индукция Б. Магнитная индукция В. Электромагнитная индукция Г. Самоиндукция Д. Индуктивность 7. Определить магнитный поток, пронизывающий поверхность, ограниченную контуром, площадью 1 м2, если вертикальная составляющая индукции магнитного поля 0,005 Тл. А. 200 Н Б. 0,05 Вб В. 5 мФ Г. 5000 Вб Д. 0,02 Тл Е. 0,005 Вб 8. Магнитное поле создается…. А. Неподвижными электрическими зарядами Б. Магнитными зарядами В. Постоянными электрическими зарядами Г. Постоянными магнитами 9. Сила тока, равная 1 А, создает в контуре магнитный поток в 1 Вб. Определить индуктивность контура. А. 1 А Б. 1 Гн В. 1 Вб Г. 1 Гн Д. 1 Ф 10. В цепи, содержащей источник тока, при замыкании возникает явление… А. Электростатическая индукция Б. Магнитная индукция В. Электромагнитная индукция Г. Самоиндукция Д. Индуктивность 11. Какова энергия магнитного поля катушки индуктивностью, равной 2 Гн, при силе тока в ней, равной 200 мА? А. 400 Дж Б. 4?104 Дж В. 0,4 Дж Г. 8?102 Дж Д. 4?102 Дж 12. Вблизи неподвижного положительно заряженного шара обнаруживается…. А. Электрическое поле Б. Магнитное поле В. Электромагнитное поле Г. Попеременно то электрическое, то магнитное поля 13. Определить индуктивность катушки через которую проходит поток величиной 5 Вб при силе тока 100 мА. А. 0,5 Гн Б. 50 Гн В. 100 Гн Г. 0,005 Гн Д. 0,1 Гн 14. Какова ЭДС индукции, возбуждаемая в проводнике, помещенном в магнитном поле с индукцией 100 мТл, если оно полностью исчезает за 0,1 с? Площадь, ограниченная контуром, равна 1 м2. А. 100 В Б. 10 В В. 1 В Г. 0,1 В Д. 0,01 В 15. Можно ли использовать скрученный удлинитель большой длины при большой нагрузке? А. Иногда Б. Нет В. Да Г Недолго 16. Определить сопротивление проводника длиной 40 м, помещенного в магнитное поле, если скорость движения 10 м/с, индукция поля равна 0,01 Тл, сила тока 1А. А. 400 Ом Б. 0,04 Ом В. 0,4 Ом Г. 4 Ом Д. 40 Ом Тест №1 «Электродинамика» Вариант №2 1. В каком случае можно говорить о возникновении магнитного поля? А. Частица движется прямолинейно ускоренно Б. Заряженная частица движется прямолинейно равномерно В. Движется магнитный заряд 2. Определить силу, действующую на проводник длиной 20 см, помещенный в магнитное поле с индукцией 5 Тл, при силе тока 10 А. А. 10 Н Б. 0,01 Н В. 1 Н Г. 50 Н Д. 100 Н 3. Какая физическая величина измеряется в веберах? А. Индукция поля Б. Магнитный поток В. ЭДС индукции Г. Индуктивность 4. Частица с электрическим зарядом 4?1019 Кл движется со скоростью 1000 км/ч в магнитном поле с индукцией 5 Тл, под углом 300. Определите значение силы Лоренца. А. 1015 Н Б. 2?1014 Н В. 2,7?1016 Н Г. 1012 Н Д. 4?1016 Н Е. 2,7?1012 Н 5. При выдвигании из катушки постоянного магнита в ней возникает электрический ток. Как называется это явление? А. Электростатическая индукция Б. Магнитная индукция В. Электромагнитная индукция Г. Самоиндукция Д. Индуктивность 6. Электрическое поле создается…. А. Неподвижными электрическими зарядами Б. Магнитными зарядами В. Постоянными электрическими зарядами Г. Постоянными магнитами 7. Прямолинейный проводник длиной 20 см расположен под углом 300 к вектору индукции магнитного поля. Какова сила Ампера, действующая на проводник, при силе тока 100 мА и индукции поля 0,5 Тл? А. 5 мН Б. 0,5 Н В. 500 Н Г. 0,02 Н Д. 2 Н 8. Чем определяется величина ЭДС индукции в контуре? А. Магнитной индукцией в контуре Б. Магнитным потоком через контур В. Индуктивностью контура Г. Электрическим сопротивлением контура Д. Скоростью изменения магнитного потока 9. Какой магнитный поток создает силу тока, равную 1 А, в контуре с индуктивностью в 1 Гн? А. 1А Б. 1 Гн В. 1 Вб Г. 1 Тл Д. 1 Ф 10. Чему равен магнитный поток, пронизывающий поверхность контура площадью 1 м2, индукция магнитного поля равна 5 Тл? Угол между вектором магнитной индукции и нормалью равен 600. А. 5 Ф Б. 2,5 Вб В. 1,25 Вб Г. 0,25 Вб Д. 0,125 Вб 11. При перемещении заряда по замкнутому контуру в вихревом электрическом поле, работа поля равна…. А. Ноль Б. Какой – то величине В. ЭДС индукции 12. Определить индуктивность катушки, если при силе тока в 2 А, она имеет энергию 0,4 Дж. А. 200 Гн Б. 2 мГн В. 100 Гн Г. 200 мГн Д. 10 мГн 13. По прямому проводу течет постоянный ток. Вблизи провода наблюдается… А. Только магнитное поле Б. Только электрическое поле В. Электромагнитное поле Г. Поочередно то магнитное, то электрическое поле 14. Какова ЭДС индукции, возбуждаемая в проводнике, помещенном в магнитное поле с индукцией 200 мГн, если оно полностью исчезает за 0,01 с? Площадь, ограниченная контуром, равна 1 м2. А. 200 В Б. 20 В В. 2 В Г. 0,2 В Д. 0,02 В 15. Определить сопротивление проводника длиной 20 м, помещенного в магнитное поле, если скорость движения 10 м/с, индукция поля равна 0,01 Тл, сила тока 2 А. А. 400 Ом Б. 0,01 Ом В. 0,4 Ом Г. 1 Ом Д. 10 Ом 16. Можно ли использовать скрученный удлинитель большой длины при большой нагрузке? А. Иногда Б. Нет В. Да Г. Недолго Тест №1 «Электродинамика» Вариант №3 1. В каком случае вокруг движущегося электрона возникает магнитное поле? 1 – электрон движется равномерно и прямолинейно; 2 – электрон движется равномерно по окружности; 3 – электрон движется равноускорено прямолинейно. А. 3 Б. 2 В. 1 Г. 1 и 2 Д. 1 и 3 Е. 1, 2 и 3 Ж. 2 и 3 З. Такого случая среди вариантов нет 2. На проводник, помещенный в магнитное поле, действует сила 1 Н. длина активной части проводника 60 см, сила тока 15 А. Определить модуль вектора магнитной индукции поля. А. 3Тл Б. 0,1Тл В. 1Тл Г. 6Тл Д. 100Тл 3. Магнитное поле создается… А. Неподвижными электрическими зарядами Б. Магнитными зарядами В. Постоянными электрическими зарядами Г. Постоянным магнитом 4. Какая физическая величина измеряется в «генри»? А. индукция поля Б. магнитный поток В. ЭДС индукции Г. Индуктивность 5. Частица с электрическим зарядом 8*1019Кл движется со скоростью 500км/ч в магнитном поле с индукцией 10Тл, под углом 300 к вектору магнитной индукции. Определить значение силы Лоренца. А. 1016Н Б. 2*1014Н В. 2,7*1016Н Г. 1012Н Д. 4*1016Н Е. 5,5*1016Н 6. Прямолинейный проводник длиной 10см расположен под углом 300 к вектору индукции магнитного поля. Какова сила Ампера, действующая на проводник, при силе тока 200мА и индукции поля 0,5Тл? А. 5*103Н Б. 0,5Н В. 500Н Г. 0,02Н Д. 2Н 7. Определить магнитный поток, пронизывающий поверхность, ограниченную контуром, площадью 1м2, если вертикальная составляющая индукции магнитного поля 0,005Тл. А. 200Н Б. 0,05Вб В. 0,005Ф Г. 5000Вб Д. 0,02Вб Е. 0,005Вб 8. Магнитное поле создается… А. Неподвижными электрическими зарядами Б. Магнитными зарядами В. Постоянными электрическими зарядами Г. Движущимися электрическими зарядами 9. Сила тока, равная 1А, создает в контуре магнитный поток в 1Вб. Определить индуктивность контура. А. 1А Б. 1Гн В. 1Вб Г. 1Тл Д. 1Ф 10. В цепи, содержащей источник тока, при замыкании возникает явление… А. электростатическая индукция Б. магнитная индукция В. Электромагнитная индукция Г. Самоиндукция Д. индуктивность 11. При вдвигании в катушку постоянного магнита в ней возникает электрический ток. Как называется это явление? А. электростатическая индукция Б. магнитная индукция В. Электромагнитная индукция Г. Самоиндукция Д. индуктивность 12. Какова энергия магнитного поля катушки индуктивностью, равной 4Гн, при силе тока в ней, равной 200мА? А. 1600Дж Б. 8*102Дж В. 0,4Дж Г. 16*104Дж Д. 4*102Дж 13. Вблизи неподвижного положительно заряженного шара образуется… А. электрическое поле Б. магнитное поле В. Электрическое и магнитное поля Г. Попеременно то электрическое, то магнитное 14. Определить индуктивность катушки, через которую проходит поток величиной 50Вб при силе тока 10мА. А. 0,5Гн Б. 50Гн В. 100Гн Г. 5000Гн Д. 0,1Гн 15. Какова ЭДС индукции, возбуждаемая в проводнике, помещенном в магнитное поле с индукцией 100мТл, если оно полностью исчезает за 0,1с? Площадь, ограниченная контуром, равна 1м2. А. 100В Б. 10В В. 1В Г. 0,1В Д. 0,01В 16. Определить сопротивление проводника длиной 40м, помещенного в магнитное поле, если скорость движения 10м/с, индукция поля равна 0,01Тл, сила тока 1А. А. 400Ом Б. 0,04Ом В. 0,4Ом Г. 4Ом Д. 40Ом Тест №1 «Электродинамика» Вариант №4 1. Какая физическая величина измеряется в «веберах»? А. индукция поля Б. магнитный поток В. ЭДС индукции Г. Индуктивность 2. Определить силу, действующую на проводник с током длиной 40см, помещенный в магнитное поле с индукцией 5Тл, при силе тока 5А. А. 1000Н Б. 0,01Н В. 1Н Г. 50Н Д. 10Н 3. Частица с электрическим зарядом 4*1019Кл движется со скоростью 1000км/ч в магнитном поле с индукцией 5Тл, под углом 300 к вектору магнитной индукции. Определить значение силы Лоренца. А. 1016Н Б. 2,7*1014Н В. 1,7*1016Н Г. 1012Н Д. 4*1016Н Е. 2,7*1016Н 4. При движении катушек относительно друг друга в одной из них возникает электрический ток, при условии, что другая подключена к источнику тока. Как называется данное явление? А. электростатическая индукция индукция Г. Самоиндукция Б. магнитная индукция Д. индуктивность В. Электромагнитная 5. Электрическое поле создается… А. неподвижными электрическими зарядами Б. магнитными зарядами В. Постоянными электрическими зарядами Г. Постоянными магнитами 6. В каком случае можно говорить о возникновении магнитного поля? А. заряженная частица движется прямолинейно ускоренно прямолинейно равномерно В. Движется магнитный заряд Б. заряженная частица движется 7. Прямолинейный проводник длиной 20см расположен под углом 900 к вектору индукции магнитного поля. Какова сила Ампера, действующая на проводник, если сила тока в нем равна 100мА, а индукция магнитного поля – 0,5Тл? А. 5мН Б. 0,2Н В. 100Н Г. 0,01Н Д. 2Н 8. От чего зависит ЭДС индукции в контуре? А. магнитной индукции в контуре Б. магнитного потока через контур В. Индуктивности контура Г. Электрического сопротивления контура Д. скорости изменения магнитного потока 9. Какой магнитный поток создает силу тока, равную 2А, в контуре индуктивностью в 1Гн? А. 2А Б. 2Гн В. 2Вб Г. 2Тл Д. 2Ф 10. Чему равен магнитный поток, пронизывающий поверхность контура площадью 0,5м2, индукция магнитного поля равна 5Тл? Угол между вектором магнитной индукции и нормалью 600. А. 5Ф Б. 2,5Вб В. 1,25Вб Г. 0,25Вб Д. 0,125Вб 11. При перемещении заряда по замкнутому контуру в стационарном электрическом поле, работа поля равна…. А. ноль Б. какойто величине В. ЭДС индукции 12. Можно ли использовать скрученный удлинитель большой длины при большой нагрузке? А. иногда Б. нет В. Да Г. Недолго 13. По прямому проводу течет постоянный ток. Вблизи провода наблюдается… А. только магнитное поле Б. только электрическое поле В. Одновременно и магнитное и электрическое поля электрическое поля Г. Поочередно то магнитное, то 14. Какова ЭДС индукции, возбуждаемая в проводнике, помещенном в магнитное поле с индукцией 200мТл, если оно полностью исчезает за 0,05с? Площадь, ограниченная контуром, равна 1м2. А. 400В Б. 40В В. 4В Г. 0,4В Д. 0,04В 15. Определить сопротивление проводника длиной 20м, помещенного в магнитное поле, если скорость движения 10м/с, индукция поля равна 0,01Тл, сила тока 2А. А. 100Ом Б. 0,01Ом В. 0,1Ом Г. 1Ом Д. 10Ом 16. Определить индуктивность катушки, если при силе тока в 2а, она имеет энергию 0,2Дж. А. 200Гн Б. 2мГн В. 100Гн Г. 200мГн Д. 100мГн Список литературы: 1. Физика: Учеб. для 11 кл. общеобразоват. учреждений / Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев. 15е изд. М.: Просвещение, 2009.381с. 2. Физика. Задачник. 1011 кл.: Пособие для общеобразоват. учреждений / Рымкевич А. П. 12е изд., стереотип. М.: Дрофа, 2008. 192 с. 3. Самостоятельные и контрольные работы. Физика. Кирик, Л. А П.М.:Илекса,2005.
Репетитор-онлайн — подготовка к ЦТ
Пример 5. Два параллельных изолированных проводника длиной по 50 см расположены перпендикулярно силовым линиям магнитного поля с индукцией 0,10 Тл. В проводниках токи 8,0 и 6,0 А текут навстречу друг другу. Проводники скреплены между собой стержнем из непроводящего материала и находятся в непроводящей среде. Считая, что проводники не взаимодействуют друг с другом, определить модуль силы, действующей на стержень.
Решение. По условию задачи проводники не взаимодействуют между собой, но каждый из них взаимодействует с магнитным полем.
Со стороны магнитного поля на каждый из проводников действует сила Ампера:
- на первый проводник
F 1A = I 1Bl,
где I 1 — сила тока в первом проводнике, I 1 = 8,0 А; B — модуль индукции магнитного поля, B = 0,10 Тл; l — длина первого проводника, l = 50 см;
- второй проводник
F 2A = I 2Bl,
где I 2 — сила тока во втором проводнике, I 2 = 6,0 А; l — длина второго проводника, l = 50 см.
На рисунке показаны проводники с токами, направление индукции магнитного поля и силы Ампера, действующие на каждый из проводников с током со стороны магнитного поля.
Согласно правилу левой руки, сила Ампера, действующая на первый проводник, направлена влево, а сила Ампера, действующая на второй проводник, — вправо.
На стержень действуют следующие силы:
- со стороны первого проводника —
F→1=F→1A;
- со стороны второго проводника —
F→2=F→2A.
Направления сил, действующих на стержень, совпадают с направлением соответствующих сил Ампера.
Равнодействующая сил, действующих на стержень, равна векторной сумме:
F→=F→1+F→2,
проекция ее на координатную ось Ox:
F x = −F 1 + F 2.
С учетом F 1 = I 1Bl и F 2 = I 2Bl проекция равнодействующей на указанную ось:
F x = −I 1Bl + I 2Bl = Bl(I 2 − I 1).
Вычислим:
Fx=0,10⋅50⋅10−2(6,0−8,0)=−10⋅10−2 Н=−0,10 Н.
Модуль равнодействующей силы:
F=|Fx|=|−0,10| Н=0,10 Н.
Урок 3. магнитная индукция. действие магнитного поля на проводник с током и движущуюся заряженную частицу — Физика — 11 класс
Физика, 11 класс
Урок 3. Магнитная индукция. Действие магнитного поля на проводник и движущуюся заряжённую частицу
Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:
1) магнитное поле;
2) вектор магнитной индукции, линии магнитной индукции;
3) сила Ампера, сила Лоренца;
4) правило буравчика, правило левой руки.
Глоссарий по теме
Магнитная индукция – векторная величина, характеризующая величину и направление магнитного поля.
Сила Ампера – сила, действующая со стороны магнитного поля на проводник с током.
Сила Лоренца – сила, действующая со стороны магнитного поля на движущую частицу с зарядом.
Правило «буравчика» — правило для определения направления магнитного поля проводника с током.
Правило левой руки – правило для определения направления силы Ампера и силы Лоренца.
Соленоид – проволочная катушка.
Рамка с током – небольшой длины катушка с двумя выводами из скрученного гибкого проводника с током, способная поворачиваться вокруг оси, проходящей через диаметр катушки.
Основная и дополнительная литература по теме урока
Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б.,. Чаругин В.М. Физика.11 класс. Учебник для общеобразовательных организаций. М.: Просвещение, 2014. – С. 3 – 20
2. А.П. Рымкевич. Сборник задач по физике. 10-11 классы. — М: Дрофа, 2009. – С.109 — 112
Основное содержание урока
Магнитное поле – особый вид материи, которая создаётся электрическим током или постоянными магнитами. Для демонстрации действия и доказательства существования магнитного поля служат магнитная стрелка, способная вращаться на оси, или небольшая рамка (или катушка) с током, подвешенная на тонких скрученных гибких проводах.
Рамка с током и магнитная стрелка под действием магнитного поля поворачиваются так, что северный полюс (синяя часть) стрелки и положительная нормаль рамки указывают направление магнитного поля.
Магнитное поле, созданное постоянным магнитом или проводником с током, занимает всё пространство в окрестности этих тел. Магнитное поле принято (удобно) изображать в виде линий, которые называются линиями магнитного поля. Магнитные линии имеют вихревой характер, т.е. линии не имеют ни начала, ни конца, т.е. замкнуты. Направление касательной в каждой точке линии совпадает с направлением вектора магнитной индукции. Поля с замкнутыми линиями называются вихревыми.
Магнитное поле характеризуется векторной величиной, называемой магнитной индукцией. Магнитная индукция характеризует «силу» и направление магнитного поля – это количественная характеристика магнитного поля.
Она обозначается символом За направление вектора магнитной индукции принимают направление от южного полюса к северному магнитной стрелки, свободно установившейся в магнитном поле.
Направление магнитного поля устанавливают с помощью вектора магнитной индукции.
Направление вектора магнитной индукции прямого провода с током определяют по правилу буравчика (или правого винта).
Правило буравчика звучит следующим образом:
если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий магнитного поля тока.
Направление магнитного поля внутри соленоида определяют по правилу правой руки.
Определим модуль вектора магнитной индукции.
Наблюдения показывают, что максимальное значение силы, действующей на проводник, прямо пропорционально силе тока, длине проводника, находящегося в магнитном поле.
F_max ~ I; F ~ Δl.
Тогда, зависимость силы от этих двух величин выглядит следующим образом
Отношение зависит только от магнитного поля и может быть принята за характеристику магнитного поля в данной точке.
Величина, численно равная отношению максимальной силы, действующей на проводник с током, на произведение силы тока и длины проводника, называется модулем вектора магнитной индукции:
Единицей измерения магнитной индукции является 1 тесла (Тл).
1Тл = 1Н/(1А∙1м).
Закон Ампера:
Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, равна произведению модуля магнитной индукции, силы тока, длины проводника и синуса угла между вектором магнитной индукции и направлением тока:
где α – угол между вектором B и направлением тока.
Направление силы Ампера определяется правилом левой руки:
Если ладонь левой руки развернуть так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению тока, то отогнутый на 900 большой палец покажет направление силы Ампера.
Сила Ампера — сила, действующая на проводник с током со стороны магнитного поля.
Сила Лоренца – сила, действующая на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля. Её численное значение равно произведению заряда частицы на модули скорости и магнитной индукции и синус угла меду векторами скорости и магнитной индукции:
– заряд частицы;
– скорость частицы;
B – модуль магнитной индукции;
– угол между векторами скорости частицы и магнитной индукции.
Направление силы Лоренца также определяют по правилу левой руки:
Если четыре вытянутых пальца левой руки направлены вдоль вектора скорости заряженной частицы, а вектор магнитной индукции направлен в ладонь, то отведённый на 900 большой палец покажет направление силы Лоренца. Если частица имеет заряд отрицательного знака, то направление силы Лоренца противоположно тому направлению, которое имела бы положительная частица.
Получим формулы для радиуса окружности и периода вращения частицы, которая влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции, применяя формулы второго закона Ньютона и центростремительного ускорения.
Согласно 2-му закону Ньютона
Отсюда
Время, за которое частица делает полный оборот (период обращения), равно:
Многим юным бывает досадно, что они не родились в старые времена, когда делались открытия. Им кажется, что теперь всё известно и никаких открытий на их долю не осталось.
Одной из нераскрытых тайн является механизм земного магнитного поля. Как же и чем вызывается магнитное поле Земли? Подумайте и может быть…
Одна из возможных гипотез.
Как известно, ядро Земли имеет высокую температуру
и высокую плотность. Судя по исследованиям, в самом центре содержится твёрдое ядро. При вращении Земли вокруг своей оси центр тяжести не совпадает с геометрическим центром из-за притяжения Солнца. В результате сместившееся из центра ядро вращаясь относительно оболочки Земли вызывает такое же движение жидкой расплавленной массы мантии, как чайная ложка, перемешивающая воду в стакане. Получается не что иное, как направленное движение зарядов. Есть электрический ток, а он, в свою очередь, создаёт магнитное поле.
Разбор тренировочных заданий
1. На рисунке изображён проводник с током, помещённый в магнитное поле. Стрелка указывает направление тока в проводнике. Вектор магнитной индукции направлен перпендикулярно плоскости рисунка к нам. Как направлена сила, действующая на проводник с током?
Варианты ответов:
1. вправо →;
2. влево ←;
3. вниз ↓;
4. вверх ↑.
— точка означает, что магнитная индукция направлена на нас из глубины плоскости рисунка.
Используя правило левой руки, определяем направление силы Ампера:
Левую руку располагаем так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, 4 пальца направим вниз по направлению тока, тогда отогнутый на 900 большой палец покажет направление силы Ампера, т. е. она направлена влево.
Правильный вариант:
2. влево ←.
2. По проводнику длиной 40 см протекает ток силой 10 А. Чему равна индукция магнитного поля, в которое помещён проводник, если на проводник действует сила 8 мН?
(Ответ выразите в мТл).
3. Определите модуль силы, действующей на проводник длиной 50 см при силе тока 10 А в магнитном поле с индукцией 0,15 Тл. (Ответ выразите в мН).
4. Протон в магнитном поле с индукцией 0,01 Тл описал окружность радиусом 10 см. Найдите скорость протона. (Ответ выразите в км/с, округлив до десятков)
5. С какой скоростью влетает электрон в однородное магнитное поле (индукция 1,8 Тл) перпендикулярно к линиям индукции, если магнитное поле действует на него с силой 3,6∙10—¹² Н? Ответ выразите в км/с.
6. Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией 3,14мТл. Чему равен период обращения электрона? (Ответ выразите в наносекундах, округлив до целых)
2. Дано:
l = 40cм = 0,4 м,
I = 10 A,
F =8 мН = 0,008 Н.
Найти: B
Решение:
Запишем формулу модуля магнитной индукции:
Делаем расчёт:
B = 0,008 Н / ( 0,4м·10 A) = 0,002 Tл = 2 мTл.
Ответ: 2 мTл.
3. Дано:
l = 50 cм = 0,5 м,
I = 10 A,
B = 0,l5 Tл.
Найти: F
Решение:
Запишем формулу силы Ампера:
Делаем расчёт:
F = 0,l5 Tл· 10 A· 0,5 м = 0,75 Н = 750 мН
Ответ: 750 мН.
4. Дано:
B = 0,0l Tл,
r = l0 cм = 0,l м.
Найти: v
Решение:
Заряд протона равен: q₀ = l,6·l0⁻ˡ⁹ Кл,
масса протона: m = l,67·l0⁻²⁷ кг.
Согласно 2-му закону Ньютона:
Отсюда следует:
Делаем расчёт:
v = ( l,6·l0⁻ˡ⁹ Кл·0,l м·0,0l Tл) / l,67·l0⁻²⁷ кг ≈ 0,00096·l0⁸ м/с ≈ l00 км/с.
Ответ: v ≈ l00 км/с.
5. Дано:
B = l,8 Tл,
F = 3,6·l0⁻¹² Н,
α = 90°.
Найти:
Решение:
Заряд электрона равен: q₀ = l,6·l0⁻ˡ⁹ Кл.
Используем формулу силы Лоренца:
.
Выразим из формулы силы скорость, учитывая, что sin90°=l,
Делаем расчёт:
v = 3,6·l0⁻¹² Н / (l,6·l0⁻ˡ⁹ Кл· l,8 Tл) = l,25·l0⁷м/с = l2500 км/с.
Ответ: v = l2500 км/с.
6. Дано:
B = 3,l4 мТл = 3,l4·l0⁻³ Tл,
q₀ = l,6·l0⁻ˡ⁹ Кл,
Найти: Т
Решение:
Масса электрона равна: m = 9,l·l0⁻³¹ кг.
Время, за которое частица делает полный оборот (период обращения), равно:
Делаем расчёт:
T = 2·3,l4·9,l·l0⁻³¹ кг/( l,6·l0⁻ˡ⁹ Кл·3,l4·l0⁻³ Tл) = ll,375·l0⁻⁹ с ≈ ll нс.
Ответ: T ≈ ll нс.
Формула силы Ампера в физике
Содержание:
Определение и формула силы Ампера
Определение
Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, называется силой Ампера. Ее обозначения: $\bar{F}, \bar{F}_A$ . Сила Ампера векторная величина. Ее направление определяет правило левой руки: следует расположить ладонь левой руки так, чтобы силовые линии магнитного поля входили в нее. Вытянутые четыре пальца указывали направление силы тока. В таком случае отогнутый на большой палец укажет направление силы Ампера (рис.1).
Закон Ампера
Элементарная сила Ампера ($d\bar{F}_A$) определена законом (или формулой) Ампера:
$$d \bar{F}_{A}=I d \bar{l} \times \bar{B}(1)$$где I – сила тока, $d \bar{l}$ – малый элемент длины проводника – это вектор, равный по модулю длине проводника, направленный в таком же направлении как вектор плотности тока, $\bar{B}$ – индукция магнитного поля, в которое помещен проводник с током.
Иначе эту формулу для силы Ампера записывают как:
$$d \bar{F}_{A}=\bar{j} \times \bar{B} d V(2)$$где $\bar{j}$ – вектор плотности тока, dV – элемент объема проводника.
Модуль силы Ампера находят в соответствии с выражением:
$$d F=I \cdot B \cdot d l \cdot \sin \alpha(3)$$где $\alpha$ – угол между векторами магнитной индукции и направление течения тока. Из выражения (3) очевидно, что сила Ампера максимальна в случае перпендикулярности линий магнитной индукции поля по отношению к проводнику с током.
Силы, действующие на проводники с током в магнитном поле
Из закона Ампера следует, что на проводник с током, равным I, действует сила равная:
$$\bar{F}_{A}=I \int_{l} d \bar{l} \times \bar{B}(4)$$где $\bar{B}$ магнитная индукция, рассматриваемая в пределах малого кусочка проводника dl.{7}$ Гн/м(или Н/А2 ) – магнитная постоянная. Проводники с токами одного направления притягиваются. Если направления токов в проводниках различны, то они отталкиваются. Для рассмотренных выше параллельных проводников бесконечной длины сила Амперана единицу длины может быть вычислена по формуле:
$$\frac{F}{l}=\frac{\mu_{0}}{2 \pi} \frac{I_{1} I_{2}}{d}$$Формулу (6) в системе СИ применяют для получения количественного значения магнитной постоянной.
Единицы измерения силы Ампера
Основной единицей измерения силы Ампер (как и любой другой силы) в системе СИ является: [FA]=H
В СГС: [FA]=дин
Примеры решения задач
Пример
Задание. Прямой проводник длины l с током I находится в однородном магнитном поле B. На проводник действует сила F. Каков угол между направлением течения тока и вектором магнитной индукции?
Решение. На проводник с током, находящийся в магнитном поле действует сила Ампера, модуль которой для прямолинейного проводника с током расположенном в однородном поле можно представить как:
$$F=F_{A}=I B \operatorname{lsin} \alpha$$где $\alpha$ – искомый угол. Следовательно:
$$\alpha=\arcsin \left(\frac{F}{I B l}\right)$$Ответ. $\alpha=\arcsin \left(\frac{F}{I B l}\right)$
Слишком сложно?
Формула силы Ампера не по зубам? Тебе ответит эксперт через 10 минут!
Пример
Задание. Два тонких, длинных проводника с токами лежат в одной плоскости на расстоянии d друг от друга. Ширина правого проводника равна a. По проводникам текут токи I1 и I2 (рис.1). Какова, сила Ампера, действующая на проводники в расчете на единицу длины?
Решение. За основу решения задачи примем формулу элементарной силы Ампера:
$$d \bar{F}_{A}=I d \bar{l} \times \bar{B}(2.1)$$Будем считать, что проводник с током I1 создает магнитное поле, а другой проводник в нем находится.{a+b} \frac{\mu_{0} I_{1}}{2 \pi x} \cdot \frac{I_{2}}{b} d x=\frac{\mu_{0} I_{1}}{2 \pi} \cdot \frac{I_{2}}{b} \ln \left|\frac{a+b}{a}\right|$$
Проводники действуют друг на друга с силами равными по модулю и так как токи направлены одинаково, то они притягиваются.
Ответ. $F_{A}=\frac{\mu_{0} I_{1}}{2 \pi} \cdot \frac{I_{2}}{b} \ln \left|\frac{a+b}{a}\right|$
Читать дальше: Формула силы выталкивания.
Контрольная работа «основы термодинамики». Тест по физике на тему «Электродинамика» (11 класс)
Ширина блока px
Скопируйте этот код и вставьте себе на сайт
Место работы: МОКУ «Покровская средняя общеобразовательная школа Октябрьского района»
Должность: учитель физики
Дополнительные сведения: тест разработан по содержанию общеобразовательной программы для 11
класса средней школы
Тест №1 «Электродинамика»
Вариант №1
1.
1 – электрон движется прямолинейно и равномерно;
2 –
3 – электрон движется равноускорено прямолинейно.
А. 1Б. 2 В. 3 Г. 1 и 2 Д. 1 и 3 Е. 2 и 3 Ж. Во всех случаях
З. Такого случая среди вариантов нет
2.На проводник, помещенный в магнитное поле, действует сила 3 Н. Длина активной части проводника
60 см, сила тока 5 А. Определите модуль вектора магнитной индукции поля.
А. 3Тл Б. 0,1Тл В. 1Тл Г. 6Тл Д. 100Тл
3.Какая физическая величина измеряется в вольтах?
4.Частица с электрическим зарядом 8·10
Кл движется со скоростью 220 км /ч в магнитном поле с
индукцией 5 Тл, под углом 30
Определить значение силы Лоренца.
Н В. 2·10
Н Г. 1,2·10
Н Д. 4·10
Н Е. 1,2·10
5.Прямолинейный проводник длиной 10 см расположен под углом 30
к вектору магнитной индукции.
Какова сила Ампера, действующая на проводник, при силе тока 200 мА и индукции поля 0,5 Тл?
А. 5 мН Б. 0,5 Н В. 500 Н Г. 0,02 Н Д. 2Н
6.При вдвигании в катушку постоянного магнита в ней возникает электрический ток. Как называется это
В. Электромагнитная индукцияГ. Самоиндукция Д. Индуктивность
7.Определить магнитный поток, пронизывающий поверхность, ограниченную контуром, площадью 1 м
если вертикальная составляющая индукции магнитного поля 0,005 Тл.
А. 200 Н Б. 0,05 Вб В. 5 мФ Г. 5000 Вб Д. 0,02 Тл Е. 0,005 Вб
8.Магнитное поле создается….
9.Сила тока, равная 1 А, создает в контуре магнитный поток в 1 Вб. Определить индуктивность контура.
А. 1 А Б. 1 Гн В. 1 Вб Г. 1 Гн Д. 1 Ф
10.В цепи, содержащей источник тока, при замыкании возникает явление…
Б. Магнитная индукция
В. Электромагнитная индукция Г. Самоиндукция Д. Индуктивность
11.Какова энергия магнитного поля катушки индуктивностью, равной 2 Гн, при силе тока в
ней, равной 200 мА?
А. 400 Дж Б. 4·10
Дж В. 0,4 Дж Г. 8·10
Дж Д. 4·10
Дж
12.Вблизи неподвижного положительно заряженного шара обнаруживается….
А. Электрическое поле Б. Магнитное поле В. Электромагнитное поле
Г. Попеременно то электрическое, то магнитное поля
13.Определить индуктивность катушки через которую проходит поток величиной 5 Вб при силе тока 100
А. 0,5 Гн Б. 50 Гн В. 100 Гн Г. 0,005 Гн Д. 0,1 Гн
14.Какова ЭДС индукции, возбуждаемая в проводнике, помещенном в магнитном поле с индукцией 100
мТл, если оно полностью исчезает за 0,1 с? Площадь, ограниченная контуром, равна1 м
А. 100 В Б. 10 В В. 1 В Г. 0,1 В Д. 0,01 В
15.Можно ли использовать скрученный удлинитель большой длиныпри большой нагрузке?
А. Иногда Б. Нет В. Да Г Недолго
16.Определить сопротивление проводника длиной 40 м, помещенного в магнитное поле, если скорость
движения 10 м/ с, индукция поля равна 0,01 Тл, сила тока 1А.
А. 400 Ом Б. 0,04 Ом В. 0,4 Ом Г. 4 Ом Д. 40 Ом
Тест №1 «Электродинамика»
Вариант №2
1.
А. Частица движется прямолинейно ускоренно Б. Заряженная частица движется прямолинейно
равномерно В. Движется магнитный заряд
2.Определить силу, действующую на проводник длиной 20 см,помещенный в магнитное поле с
индукцией 5 Тл, при силе тока 10 А.
А. 10 Н Б. 0,01 Н В. 1 Н Г. 50 Н Д. 100 Н
3.Какая физическая величина измеряется в веберах?
А. Индукция поля Б. Магнитный поток В. ЭДС индукции Г. Индуктивность
4.Частица с электрическим зарядом 4·10
Кл движется со скоростью 1000 км/ ч в магнитном поле с
индукцией 5 Тл, под углом 30
Определите значение силы Лоренца.
Н Б. 2·10
Н В. 2,7·10
Н Г. 10
Н Д. 4·10
Н Е. 2,7·10
5.При выдвигании из катушки постоянного магнита в ней возникает электрический ток. Как называется
А. Электростатическая индукция Б. Магнитная индукция
В. Электромагнитная индукция Г. Самоиндукция Д. Индуктивность
6.Электрическое поле создается….
Б. Магнитными зарядами
Г. Постоянными магнитами
7.Прямолинейный проводник длиной 20 см расположен под углом 30
поля. Какова сила Ампера, действующая на проводник, при силе тока 100 мА и индукции поля 0,5 Тл?
А. 5 мН Б. 0,5 Н В. 500 Н Г. 0,02 Н Д. 2 Н
8.Чем определяется величина ЭДС индукции в контуре?
А. Магнитной индукцией в контуре Б. Магнитным потоком через контур
В. Индуктивностью контура Г. Электрическим сопротивлением контура
Д. Скоростью изменения магнитного потока
9.Какой магнитный поток создает силу тока, равную 1 А, в контуре с индуктивностью в 1 Гн?
А. 1А Б. 1 Гн В. 1 Вб Г. 1 Тл Д. 1 Ф
10.Чему равен магнитный поток, пронизывающий поверхность контура площадью 1 м
Индукция
магнитного поля равна 5 Тл? Угол между вектором магнитной индукции и нормалью равен 60
А. 5 Ф Б. 2,5 Вб В. 1,25 Вб Г. 0,25 Вб Д. 0,125 Вб
11.При перемещении заряда по замкнутому контуру в вихревом электрическом поле, работа поля
А. Ноль Б. Какой –то величине В. ЭДС индукции
12.Определить индуктивность катушки, если при силе тока в 2 А, она имеет энергию 0,4 Дж.
А. 200 Гн Б. 2 мГн В. 100 Гн Г. 200 мГн Д. 10 мГн
13.По прямому проводу течет постоянный ток. Вблизи провода наблюдается…
А. Только магнитное поле Б. Только электрическое поле В. Электромагнитное поле
Г. Поочередно то магнитное, то электрическое поле
14.Какова ЭДС индукции, возбуждаемая в проводнике, помещенном в магнитное поле с индукцией 200
мГн, если оно полностью исчезает за 0,01 с? Площадь, ограниченная контуром, равна 1 м
А. 200 В Б. 20 В В. 2 В Г. 0,2 В Д. 0,02 В
15.Определить сопротивление проводника длиной 20 м, помещенного в магнитное поле, если скорость
движения 10 м/ с, индукция поля равна 0,01 Тл, сила тока 2 А.
А. 400 Ом Б. 0,01 Ом В. 0,4 Ом Г. 1 Ом Д. 10 Ом
16.Можно ли использовать скрученный удлинитель большой длины при большой нагрузке?
А. Иногда Б. Нет В. Да Г. Недолго
Тест №1 «Электродинамика»
Вариант №3
1.В каком случае вокруг движущегося электрона возникает магнитное поле?
1 – электрон движется равномерно и прямолинейно;
2 – электрон движется равномерно по окружности;
3 – электрон движется равноускорено прямолинейно.
А. 3 Б. 2 В. 1 Г. 1 и 2 Д. 1 и 3 Е. 1, 2 и 3 Ж. 2 и 3
З. Такого случая среди вариантов нет
2.На проводник, помещенный в магнитное поле, действует сила 1 Н. длина активной части
проводника 60 см, сила тока 15 А. Определить модуль вектора магнитной индукции поля.
А. 3ТлБ. 0,1ТлВ. 1ТлГ. 6ТлД. 100Тл
3. Магнитное поле создается…
А. Неподвижными электрическими зарядамиБ. Магнитными зарядами
В. Постоянными электрическими зарядамиГ. Постоянным магнитом
4. Какая физическая величина измеряется в «генри»?
А. индукция поляБ. магнитный потокВ. ЭДС индукцииГ. Индуктивность
5. Частица с электрическим зарядом 8*10
Кл движется со скоростью 500км/ ч в магнитном поле с
индукцией 10Тл, под углом 30
Н Б. 2*10
Н В. 2,7*10
Н Г. 10
Н Д. 4*10
Н Е. 5,5*10
6. Прямолинейный проводник длиной 10см расположен под углом 30
к вектору индукции магнитного
поля. Какова сила Ампера, действующая на проводник, при силе тока 200мА и индукции поля 0,5Тл?
Н Б. 0,5Н В. 500Н Г. 0,02Н Д. 2Н
7. Определить магнитный поток, пронизывающий поверхность, ограниченную контуром, площадью
Если вертикальная составляющая индукции магнитного поля 0,005Тл.
А. 200Н Б. 0,05Вб В. 0,005Ф Г. 5000Вб Д. 0,02Вб Е. 0,005Вб
8. Магнитное поле создается…
А. Неподвижными электрическими зарядами Б. Магнитными зарядами
В. Постоянными электрическими зарядами Г. Движущимися электрическими зарядами
9. Сила тока, равная 1А, создает в контуре магнитный поток в 1Вб. Определить индуктивность
А. 1А Б. 1ГнВ. 1Вб Г. 1Тл Д. 1Ф
10. В цепи, содержащей источник тока, при замыкании возникает явление…
А. электростатическая индукция Б. магнитная индукция В. Электромагнитная индукция
Г. Самоиндукция Д. индуктивность
11. При вдвигании в катушку постоянного магнита в ней возникает электрический ток. Как называется
А. электростатическая индукция Б. магнитная индукция В. Электромагнитная индукция
Г. Самоиндукция Д. индуктивность
12. Какова энергия магнитного поля катушки индуктивностью, равной 4Гн, при силе тока в ней,
равной 200мА?
А. 1600Дж Б. 8*10
Дж В. 0,4Дж Г. 16*10
Дж Д. 4*10
13. Вблизи неподвижного положительно заряженного шара образуется…
А. электрическое поле Б. магнитное поле В. Электрическое и магнитное поля
Г. Попеременно то электрическое, то магнитное
14. Определить индуктивность катушки, через которую проходит поток величиной 50Вб при силе тока
А. 0,5Гн Б. 50Гн В. 100Гн Г. 5000Гн Д. 0,1Гн
15. Какова ЭДС индукции, возбуждаемая в проводнике, помещенном в магнитное поле с индукцией
100мТл, если оно полностью исчезает за 0,1с? Площадь, ограниченная контуром, равна 1м
А. 100В Б. 10В В. 1В Г. 0,1В Д. 0,01В
16. Определить сопротивление проводника длиной 40м, помещенного в магнитное поле, если скорость
движения 10м/ с, индукция поля равна 0,01Тл, сила тока 1А.
А. 400Ом Б. 0,04Ом В. 0,4Ом Г. 4Ом Д. 40Ом
Тест №1 «Электродинамика»
Вариант №4
1. Какая физическая величина измеряется в «веберах»?
А. индукция поля Б. магнитный поток В. ЭДС индукции Г. Индуктивность
2. Определить силу, действующую на проводник с током длиной 40см, помещенный в магнитное
поле с индукцией 5Тл, при силе тока 5А.
А. 1000Н Б. 0,01Н В. 1Н Г. 50Н Д. 10Н
3. Частица с электрическим зарядом 4*10
Кл движется со скоростью 1000км/ ч в магнитном поле с
индукцией 5Тл, под углом 30
к вектору магнитной индукции. Определить значение силы Лоренца.
Н Б. 2,7*10
Н В. 1,7*10
Н Г. 10
Н Д. 4*10
Н Е. 2,7*10
4. При движении катушек относительно друг друга в одной из них возникает электрический ток, при
условии, что другая подключена к источнику тока. Как называется данное явление?
А. электростатическая индукция Б. магнитная индукция В. Электромагнитная
индукция Г. Самоиндукция Д. индуктивность
5. Электрическое поле создается…
А. неподвижными электрическими зарядами Б. магнитными зарядами
В. Постоянными электрическими зарядами Г. Постоянными магнитами
6. В каком случае можно говорить о возникновении магнитного поля?
А. заряженная частица движется прямолинейно ускоренно Б. заряженная частица движется
прямолинейно равномерно В. Движется магнитный заряд
Физика 11 класс профильный уровень
Вариант №1
1 – электрон движется прямолинейно и равномерно;
А. 1 Б. 2 В. 3 Г. 1 и 2 Д. 1 и 3 Е. 2 и 3 Ж. Во всех случаях
На проводник, помещенный в магнитное поле, действует сила 3 Н. Длина активной части проводника 60 см, сила тока 5 А. Определите модуль вектора магнитной индукции поля.
Какая физическая величина измеряется в вольтах?
Частица с электрическим зарядом 8·10 -19 Кл движется со скоростью 220 км/ч в магнитном поле с индукцией 5 Тл, под углом 30 0 . Определить значение силы Лоренца.
А. 10 -15 Н Б. 2·10 -14 Н В. 2·10 -12 Н Г. 1,2·10 -16 Н Д. 4·10 -12 Н Е. 1,2·10 -12 Н
Прямолинейный проводник длиной 10 см расположен под углом 30 0 к вектору магнитной индукции. Какова сила Ампера, действующая на проводник, при силе тока 200 мА и индукции поля 0,5 Тл?
А. 5 мН Б. 0,5 Н В. 500 Н Г. 0,02 Н Д. 2Н
При вдвигании в катушку постоянного магнита в ней возникает электрический ток. Как называется это явление?
Определить магнитный поток, пронизывающий поверхность, ограниченную контуром, площадью 1 м 2 , если вертикальная составляющая индукции магнитного поля 0,005 Тл.
А. 200 Н Б. 0,05 Вб В. 5 мФ Г. 5000 Вб Д. 0,02 Тл Е. 0,005 Вб
Магнитное поле создается….
Сила тока, равная 1 А, создает в контуре магнитный поток в 1 Вб. Определить индуктивность контура.
А. 1 А Б. 1 Гн В. 1 Вб Г. 1 Гн Д. 1 Ф
В цепи, содержащей источник тока, при замыкании возникает явление…
А. Электростатическая индукция Б. Магнитная индукция
В. Электромагнитная индукция
Какова энергия магнитного поля катушки индуктивностью, равной 2 Гн, при силе тока в ней, равной 200 мА?
А. 400 Дж Б. 4·10 4 Дж В. 0,4 Дж Г. 8·10 -2 Дж Д. 4·10 -2 Дж
Вблизи неподвижного положительно заряженного шара обнаруживается….
А. Электрическое поле Б. Магнитное поле В. Электромагнитное поле
Г. Попеременно то электрическое, то магнитное поля
Определить индуктивность катушки через которую проходит поток величиной 5 Вб при силе тока 100 мА.
А. 0,5 Гн Б. 50 Гн В. 100 Гн Г. 0,005 Гн Д. 0,1 Гн
Какова ЭДС индукции, возбуждаемая в проводнике, помещенном в магнитном поле с индукцией 100 мТл, если оно полностью исчезает за 0,1 с? Площадь, ограниченная контуром, равна 1 м 2 .
А. 100 В Б. 10 В В. 1 В Г. 0,1 В Д. 0,01 В
А. Иногда Б. Нет В. Да Г Недолго
Определить сопротивление проводника длиной 40 м, помещенного в магнитное поле, если скорость движения 10 м/с, индукция поля равна 0,01 Тл, сила тока 1А.
А. 400 Ом Б. 0,04 Ом В. 0,4 Ом Г. 4 Ом Д. 40 Ом
Тест №1 «Электродинамика»
Вариант №2
А. Частица движется прямолинейно ускоренно Б. Заряженная частица движется прямолинейно равномерно В. Движется магнитный заряд
Определить силу, действующую на проводник длиной 20 см, помещенный в магнитное поле с индукцией 5 Тл, при силе тока 10 А.
А. 10 Н Б. 0,01 Н В. 1 Н Г. 50 Н Д. 100 Н
Какая физическая величина измеряется в веберах?
Частица с электрическим зарядом 4·10 -19 Кл движется со скоростью 1000 км/ч в магнитном поле с индукцией 5 Тл, под углом 30 0 . Определите значение силы Лоренца.
А. 10 -15 Н Б. 2·10 -14 Н В. 2,7·10 -16 Н Г. 10 -12 Н Д. 4·10 -16 Н Е. 2,7·10 -12 Н
При выдвигании из катушки постоянного магнита в ней возникает электрический ток. Как называется это явление?
А. Электростатическая индукция Б. Магнитная индукция
В. Электромагнитная индукция Г. Самоиндукция Д. Индуктивность
Электрическое поле создается….
А. Неподвижными электрическими зарядами Б. Магнитными зарядами
В. Постоянными электрическими зарядами Г. Постоянными магнитами
Прямолинейный проводник длиной 20 см расположен под углом 30 0 к вектору индукции магнитного поля. Какова сила Ампера, действующая на проводник, при силе тока 100 мА и индукции поля 0,5 Тл?
А. 5 мН Б. 0,5 Н В. 500 Н Г. 0,02 Н Д. 2 Н
Чем определяется величина ЭДС индукции в контуре?
А. Магнитной индукцией в контуре Б. Магнитным потоком через контур
В. Индуктивностью контура Г. Электрическим сопротивлением контура
Д. Скоростью изменения магнитного потока
Какой магнитный поток создает силу тока, равную 1 А, в контуре с индуктивностью в 1 Гн?
А. 1А Б. 1 Гн В. 1 Вб Г. 1 Тл Д. 1 Ф
Чему равен магнитный поток, пронизывающий поверхность контура площадью 1 м 2 , индукция магнитного поля равна 5 Тл? Угол между вектором магнитной индукции и нормалью равен 60 0 .
А. 5 Ф Б. 2,5 Вб В. 1,25 Вб Г. 0,25 Вб Д. 0,125 Вб
При перемещении заряда по замкнутому контуру в вихревом электрическом поле, работа поля равна….
А. Ноль Б. Какой – то величине В. ЭДС индукции
Определить индуктивность катушки, если при силе тока в 2 А, она имеет энергию 0,4 Дж.
А. 200 Гн Б. 2 мГн В. 100 Гн Г. 200 мГн Д. 10 мГн
А. Только магнитное поле Б. Только электрическое поле В. Электромагнитное поле
Г. Поочередно то магнитное, то электрическое поле
Какова ЭДС индукции, возбуждаемая в проводнике, помещенном в магнитное поле с индукцией 200 мГн, если оно полностью исчезает за 0,01 с? Площадь, ограниченная контуром, равна 1 м 2 .
А. 200 В Б. 20 В В. 2 В Г. 0,2 В Д. 0,02 В
Определить сопротивление проводника длиной 20 м, помещенного в магнитное поле, если скорость движения 10 м/с, индукция поля равна 0,01 Тл, сила тока 2 А.
А. 400 Ом Б. 0,01 Ом В. 0,4 Ом Г. 1 Ом Д. 10 Ом
Можно ли использовать скрученный удлинитель большой длины при большой нагрузке?
А. Иногда Б. Нет В. Да Г. Недолго
Контрольная работа №1 «Основы электродинамики»
Вариант №3
В каком случае вокруг движущегося электрона возникает магнитное поле?
1 – электрон движется равномерно и прямолинейно;
2 – электрон движется равномерно по окружности;
3 – электрон движется равноускорено прямолинейно.
А. 3 Б. 2 В. 1 Г. 1 и 2 Д. 1 и 3 Е. 1, 2 и 3 Ж. 2 и 3
З. Такого случая среди вариантов нет
На проводник, помещенный в магнитное поле, действует сила 1 Н. длина активной части проводника 60 см, сила тока 15 А. Определить модуль вектора магнитной индукции поля.
А. 3Тл Б. 0,1Тл В. 1Тл Г. 6Тл Д. 100Тл
3. Магнитное поле создается…
А. Неподвижными электрическими зарядами Б. Магнитными зарядами
В. Постоянными электрическими зарядами Г. Постоянным магнитом
4. Какая физическая величина измеряется в «генри»?
А. индукция поля Б. магнитный поток В. ЭДС индукции Г. Индуктивность
5. Частица с электрическим зарядом 8*10 -19 Кл движется со скоростью 500км/ч в магнитном поле с индукцией 10Тл, под углом 30 0
А. 10 -16 Н Б. 2*10 -14 Н В. 2,7*10 -16 Н Г. 10 -12 Н Д. 4*10 -16 Н Е. 5,5*10 -16 Н
6. Прямолинейный проводник длиной 10см расположен под углом 30 0 к вектору индукции магнитного поля. Какова сила Ампера, действующая на проводник, при силе тока 200мА и индукции поля 0,5Тл?
А. 5*10 -3 Н Б. 0,5Н В. 500Н Г. 0,02Н Д. 2Н
7. Определить магнитный поток, пронизывающий поверхность, ограниченную контуром, площадью 1м 2 , если вертикальная составляющая индукции магнитного поля 0,005Тл.
А. 200Н Б. 0,05Вб В. 0,005Ф Г. 5000Вб Д. 0,02Вб Е. 0,005Вб
8. Магнитное поле создается…
А. Неподвижными электрическими зарядами Б. Магнитными зарядами
В. Постоянными электрическими зарядами Г. Движущимися электрическими зарядами
9. Сила тока, равная 1А, создает в контуре магнитный поток в 1Вб. Определить индуктивность контура.
А. 1А Б. 1Гн В. 1Вб Г. 1Тл Д. 1Ф
10. В цепи, содержащей источник тока, при замыкании возникает явление…
Г. Самоиндукция Д. индуктивность
11. При вдвигании в катушку постоянного магнита в ней возникает электрический ток. Как называется это явление?
А. электростатическая индукция Б. магнитная индукция В. Электромагнитная индукция
Г. Самоиндукция Д. индуктивность
12. Какова энергия магнитного поля катушки индуктивностью, равной 4Гн, при силе тока в ней, равной 200мА?
А. 1600Дж Б. 8*10 -2 Дж В. 0,4Дж Г. 16*10 -4 Дж Д. 4*10 -2 Дж
13. Вблизи неподвижного положительно заряженного шара образуется…
А. электрическое поле Б. магнитное поле В. Электрическое и магнитное поля
Г. Попеременно то электрическое, то магнитное
14. Определить индуктивность катушки, через которую проходит поток величиной 50Вб при силе тока 10мА.
А. 0,5Гн Б. 50Гн В. 100Гн Г. 5000Гн Д. 0,1Гн
15. Какова ЭДС индукции, возбуждаемая в проводнике, помещенном в магнитное поле с индукцией 100мТл, если оно полностью исчезает за 0,1с? Площадь, ограниченная контуром, равна 1м 2 .
А. 100В Б. 10В В. 1В Г. 0,1В Д. 0,01В
16. Определить сопротивление проводника длиной 40м, помещенного в магнитное поле, если скорость движения 10м/с, индукция поля равна 0,01Тл, сила тока 1А.
А. 400Ом Б. 0,04Ом В. 0,4Ом Г. 4Ом Д. 40Ом
Тест №1 «Электродинамика»
Вариант №4
Какая физическая величина измеряется в «веберах»?
А. индукция поля Б. магнитный поток В. ЭДС индукции Г. Индуктивность
Определить силу, действующую на проводник с током длиной 40см, помещенный в магнитное поле с индукцией 5Тл, при силе тока 5А.
А. 1000Н Б. 0,01Н В. 1Н Г. 50Н Д. 10Н
Частица с электрическим зарядом 4*10 -19 Кл движется со скоростью 1000км/ч в магнитном поле с индукцией 5Тл, под углом 30 0 к вектору магнитной индукции. Определить значение силы Лоренца.
А. 10 -16 Н Б. 2,7*10 -14 Н В. 1,7*10 -16 Н Г. 10 -12 Н Д. 4*10 -16 Н Е. 2,7*10 -16 Н
При движении катушек относительно друг друга в одной из них возникает электрический ток, при условии, что другая подключена к источнику тока. Как называется данное явление?
А. электростатическая индукция Б. магнитная индукция В. Электромагнитная индукция Г. Самоиндукция Д. индуктивность
Электрическое поле создается…
А. неподвижными электрическими зарядами Б. магнитными зарядами
В. Постоянными электрическими зарядами Г. Постоянными магнитами
В каком случае можно говорить о возникновении магнитного поля?
А. заряженная частица движется прямолинейно ускоренно Б. заряженная частица движется прямолинейно равномерно В. Движется магнитный заряд
Прямолинейный проводник длиной 20см расположен под углом 90 0 к вектору индукции магнитного поля. Какова сила Ампера, действующая на проводник, если сила тока в нем равна 100мА, а индукция магнитного поля – 0,5Тл?
А. 5мН Б. 0,2Н В. 100Н Г. 0,01Н Д. 2Н
От чего зависит ЭДС индукции в контуре?
А. магнитной индукции в контуре Б. магнитного потока через контур
В. Индуктивности контура Г. Электрического сопротивления контура
Д. скорости изменения магнитного потока
Какой магнитный поток создает силу тока, равную 2А, в контуре индуктивностью в 1Гн?
А. 2А Б. 2Гн В. 2Вб Г. 2Тл Д. 2Ф
Чему равен магнитный поток, пронизывающий поверхность контура площадью 0,5м 2 , индукция магнитного поля равна 5Тл? Угол между вектором магнитной индукции и нормалью 60 0 .
А. 5Ф Б. 2,5Вб В. 1,25Вб Г. 0,25Вб Д. 0,125Вб
При перемещении заряда по замкнутому контуру в стационарном электрическом поле, работа поля равна….
А. ноль Б. какой-то величине В. ЭДС индукции
Можно ли использовать скрученный удлинитель большой длины при большой нагрузке?
А. иногда Б. нет В. Да Г. Недолго
По прямому проводу течет постоянный ток. Вблизи провода наблюдается…
А. только магнитное поле Б. только электрическое поле
В. Одновременно и магнитное и электрическое поля Г. Поочередно то магнитное, то электрическое поля
Какова ЭДС индукции, возбуждаемая в проводнике, помещенном в магнитное поле с индукцией 200мТл, если оно полностью исчезает за 0,05с? Площадь, ограниченная контуром, равна 1м 2 .
А. 400В Б. 40В В. 4В Г. 0,4В Д. 0,04В
Определить сопротивление проводника длиной 20м, помещенного в магнитное поле, если скорость движения 10м/с, индукция поля равна 0,01Тл, сила тока 2А.
А. 100Ом Б. 0,01Ом В. 0,1Ом Г. 1Ом Д. 10Ом
Определить индуктивность катушки, если при силе тока в 2а, она имеет энергию 0,2Дж.
А. 200Гн Б. 2мГн В. 100Гн Г. 200мГн Д. 100мГн
Список литературы:
Физика: Учеб. для 11 кл. общеобразоват. учреждений / Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев. — 15-е изд. -М.: Просвещение, 2009.-381с.
Физика. Задачник. 10-11 кл.: Пособие для общеобразоват. учреждений / Рымкевич А. П. — 12-е изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2008. — 192 с.
Самостоятельные и контрольные работы. Физика. Кирик, Л. А П.-М.:Илекса,2005.
Класс: 11
Первый урок в теме «Электромагнетизм». На изучение данного явления отводится 5 часов.
Цель: изучить понятие электромагнитной индукции.
Учащиеся должны знать :
- понятие электромагнитной индукции;
- понятие индукционный ток;
- правило Ленца;
Учащиеся должны уметь :
- применять правило Ленца для определения направления индукционного тока;
- объяснять явления на основе электромагнитной индукции.
Оборудование и материалы для урока: портрет Фарадея, Ленца, приборы для демонстрации электромагнитной индукции (два гальванометра, источники тока: ВС-24, РНШ; разборный трансформатор и принадлежности к нему, полосовые магниты — 2 шт., ключ, реостат на 15 Ом, замкнутое алюминиевое кольцо)
Этапы урока:
1. Организационный этап
Урок начинается с проверки изученного материала
Проверочный тест :
1. Как взаимодействуют два параллельных проводника, если электрический ток в них протекает в одном направлении:
А) сила взаимодействия равна нулю;
Б) проводники притягиваются;
В) проводники отталкиваются;
Г) проводники поворачиваются в одном направлении.
2. В каком случае вокруг движущегося электрона возникает магнитное поле?
1) электрон движется равномерно и прямолинейно;
2) электрон движется равномерно;
3) электрон движется равноускоренно.
Б) 1 и 3;
В) 1 и 2;
Г) такого случая нет.
3. Какая физическая величина имеет единицу 1 Тесла?
А) магнитный поток;
Б) магнитная индукция;
В) индуктивность.
4. Поток магнитной индукции через поверхность площадью S определяется по формуле:
Б) BStga ;
Г) BScosa .
5. Замкнутый контур площадью S повернули на 60 ? в однородном магнитном поле индукцией В. При этом магнитный поток, пронизывающий этот контур:
А) увеличился в 2 раза;
Б) уменьшился в 2 раза;
В) не изменился.
6. В замкнутом контуре площадью S, находящемся в однородном магнитном поле увеличили силу тока в 3 раза. Магнитный поток, пронизывающий этот контур, при этом:
А) уменьшился в 3 раза;
Б) увеличился в 3 раза;
В) не изменился.
7. В однородном магнитном поле индукцией 1 Тл перпендикулярно ему расположены два замкнутых контура площадью 10 и 20 см 2 соответственно. Магнитный поток, пронизывающий первый контур, по сравнению с магнитным потоком, пронизывающим второй контур:
А) в 2 раза больше;
Б) в два раза меньше;
В) одинаков по значению.
Ответьте на вопросы:
- что называется магнитным потоком?
- каковы способы изменения магнитного потока?
- что такое электрический ток?
- каковы условия его существования?
2. Мотивационный этап
Опыт: внесение (вынесение) полосового магнита из замкнутого контура, соединенного с гальванометром. (рис.1)
Проблема: Откуда появился ток в замкнутом контуре?
(предположения учащихся)
При затруднении учащимся можно дать несколько подсказывающих вопросов:
- что из себя представляет контур? (ответ: контур замкнутый)
- что существует вокруг полосового магнита? (ответ: вокруг магнита существует магнитное поле)?
- что появляется, когда в контур вносят (выносят) магнит? (ответ: замкнутый контур пронизывает магнитный поток)
- что происходит с магнитным потоком при внесении (вынесении) магнита в замкнутый контур? (ответ: магнитный поток изменяется)
Рис.1
Причина возникновения электрического тока в замкнутом контуре — изменение магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур.
3) Этап получения новых знаний (построен на основе решения экспериментальных задач)
Учитель: Это явление впервые было обнаружено Майклом Фарадеем в 1820 году. Оно было названо явлением электромагнитной индукцией.
Опр.: Электромагнитная индукция — физическое явление, заключающееся в возникновении вихревого электрического поля, вызывающего электрический ток в замкнутом контуре при изменении потока магнитной индукции через поверхность, ограниченную этим контуром.
Учитель: Давайте послушаем сообщение о М. Фарадее и его открытии данного явления. (сообщение учащихся)
Опр.: Ток, возникающий в замкнутом контуре, называется индукционным.
Учитель: Рассмотрим все случаи возникновения индукционного тока в замкнутом контуре. Для этого показываю серию опытов, учащиеся должны попытаться объяснить и указать причину возникновения индукционного тока.
Опыт 1: внесение (вынесение) полосового магнита из замкнутого контура, соединенного с гальванометром.
Причина возникновения тока:
Опыт 2 : поворот рамки одного гальванометра, соединенного с другим гальванометром.
Причина возникновения тока: поворот рамки в магнитном поле.
Опыт 3: замыкание (размыкание) ключа; перемещение движка реостата. (рис.3)
Причина возникновения тока: изменение магнитной индукции.
Отчего зависит величина и направление индукционного тока?
Опыт: внесение (вынесение) магнита в замкнутый контур сначала с одним магнитом, затем с двумя магнитами. (рис. 4)
Вывод: величина тока зависит от величины магнитной индукции.
Опыт: внесение (вынесение) магнита сначала северным полюсом, затем южным полюсом. (рис. 5)
Вывод: направление тока зависит от направления магнитного поля.
Опыт: вносим магнит сначала медленно, затем быстро.
Вывод: величина тока зависит от скорости внесения магнита.
Учитель: Для определения направления индукционного тока в замкнутом контуре используется правило Ленца : Индукционный ток имеет такое направление, что созданный им магнитный поток через поверхность, ограниченную контуром, препятствует изменению магнитного потока, вызвавшего этот ток.
Применим данное правило для следующих случаев: (рис. 6)
(два случая учитель разбирает сам, два остальных случая учащиеся выполняют самостоятельно в тетрадях, двух учеников можно вызвать к доске).
Демонстрация правила Ленца
4) Этап закрепления полученных знаний:
Решение качественных задач:
Сквозь отверстие катушки падает магнит. С одинаковыми ли ускорениями он движется при замкнутой и разомкнутой обмотках катушки?
В вертикальной плоскости подвешено на двух нитях медное кольцо. В него один раз вдвигается стальной стержень, другой раз — магнит. Влияет ли движение стержня и магнита на положение кольца?
Проволочная рамка вращается в однородном магнитном поле вокруг оси, параллельной линиям напряженности поля. Будет ли в ней возникать индукционный ток?
Как надо перемещать в магнитном поле Земли замкнутый проволочный прямоугольник, чтобы в нем наводился ток?
Кольцо из проволоки, приведенное в быстрое вращение между полюсами электромагнита, заметно нагревается. Объясните это явление. Будет ли нагреваться при тех же условиях кольцо, имеющее разрез.
Экспериментальная задача: рис.7 — в стальной сердечник трансформатора, подключенного к напряжению 220В (РНШ) вносят замкнутый контур с лампочкой. Почему загорается лампочка при этом?
Экспериментальная задача: рис.8- Замкнутое алюминиевое кольцо насаживают на стальной сердечник трансформатора, подключенного к РНШ. При увеличении напряжения до 220 В кольцо постепенно поднимается. Замкнутое кольцо заменяют кольцом с зазором, и наблюдают, что кольцо не поднимается. Почему?
5) Заключительный этап: объявление оценок за урок, домашнее задание.
Примечание: на последующих уроках изучается закон Фарадея-Максвелла, причины возникновения электромагнитной индукции, явление самоиндукции и применение электромагнитной индукции, учащиеся выполняют лабораторную работу «Изучение явления электромагнитной индукции».
По окончании изучения данной темы учащиеся выполняют проверочную работу.
Литература.
- Учебник «Физика 11» Касьянов В.А.
- Сборник качественных задач по физике Тульчинский М.Е.
- Сборник заданий и самостоятельных работ. Физика 11. Кирик Л.А., Дик Ю.И.
- Энциклопедия «Сто великих ученых»
Тест №1 «Электродинамика» Вариант №1 1. В каком случае вокруг движущегося электрона возникает магнитное поле? 1 – электрон движется прямолинейно и равномерно; 2 – электрон движется равномерно по окружности; 3 – электрон движется равноускорено прямолинейно. А. 1 З. Такого случая среди вариантов нет Б. 2 В. 3 Г. 1 и 2 Д. 1 и 3 Е. 2 и 3 Ж. Во всех случаях 2. На проводник, помещенный в магнитное поле, действует сила 3 Н. Длина активной части проводника 60 см, сила тока 5 А. Определите модуль вектора магнитной индукции поля. А. 3Тл Б. 0,1Тл В. 1Тл Г. 6Тл Д. 100Тл 3. Какая физическая величина измеряется в вольтах? А. Индукция поля Б. Магнитный поток В. ЭДС индукции Г. Индуктивность 4. Частица с электрическим зарядом 8?1019 Кл движется со скоростью 220 км/ч в магнитном поле с индукцией 5 Тл, под углом 300. Определить значение силы Лоренца. А. 1015 Н Б. 2?1014 Н В. 2?1012 Н Г. 1,2?1016 Н Д. 4?1012 Н Е. 1,2?1012 Н 5. Прямолинейный проводник длиной 10 см расположен под углом 300 к вектору магнитной индукции. Какова сила Ампера, действующая на проводник, при силе тока 200 мА и индукции поля 0,5 Тл? А. 5 мН Б. 0,5 Н В. 500 Н Г. 0,02 Н Д. 2Н 6. При вдвигании в катушку постоянного магнита в ней возникает электрический ток. Как называется это явление? А. Электростатическая индукция Б. Магнитная индукция В. Электромагнитная индукция Г. Самоиндукция Д. Индуктивность 7. Определить магнитный поток, пронизывающий поверхность, ограниченную контуром, площадью 1 м2, если вертикальная составляющая индукции магнитного поля 0,005 Тл. А. 200 Н Б. 0,05 Вб В. 5 мФ Г. 5000 Вб Д. 0,02 Тл Е. 0,005 Вб 8. Магнитное поле создается…. А. Неподвижными электрическими зарядами Б. Магнитными зарядами В. Постоянными электрическими зарядами Г. Постоянными магнитами 9. Сила тока, равная 1 А, создает в контуре магнитный поток в 1 Вб. Определить индуктивность контура. А. 1 А Б. 1 Гн В. 1 Вб Г. 1 Гн Д. 1 Ф 10. В цепи, содержащей источник тока, при замыкании возникает явление… А. Электростатическая индукция Б. Магнитная индукция В. Электромагнитная индукция Г. Самоиндукция Д. Индуктивность 11. Какова энергия магнитного поля катушки индуктивностью, равной 2 Гн, при силе тока в ней, равной 200 мА? А. 400 Дж Б. 4?104 Дж В. 0,4 Дж Г. 8?102 Дж Д. 4?102 Дж 12. Вблизи неподвижного положительно заряженного шара обнаруживается…. А. Электрическое поле Б. Магнитное поле В. Электромагнитное поле Г. Попеременно то электрическое, то магнитное поля 13. Определить индуктивность катушки через которую проходит поток величиной 5 Вб при силе тока 100 мА. А. 0,5 Гн Б. 50 Гн В. 100 Гн Г. 0,005 Гн Д. 0,1 Гн 14. Какова ЭДС индукции, возбуждаемая в проводнике, помещенном в магнитном поле с индукцией 100 мТл, если оно полностью исчезает за 0,1 с? Площадь, ограниченная контуром, равна 1 м2. А. 100 В Б. 10 В В. 1 В Г. 0,1 В Д. 0,01 В 15. Можно ли использовать скрученный удлинитель большой длины при большой нагрузке? А. Иногда Б. Нет В. Да Г Недолго 16. Определить сопротивление проводника длиной 40 м, помещенного в магнитное поле, если скорость движения 10 м/с, индукция поля равна 0,01 Тл, сила тока 1А. А. 400 Ом Б. 0,04 Ом В. 0,4 Ом Г. 4 Ом Д. 40 Ом Тест №1 «Электродинамика» Вариант №2 1. В каком случае можно говорить о возникновении магнитного поля? А. Частица движется прямолинейно ускоренно Б. Заряженная частица движется прямолинейно равномерно В. Движется магнитный заряд 2. Определить силу, действующую на проводник длиной 20 см, помещенный в магнитное поле с индукцией 5 Тл, при силе тока 10 А. А. 10 Н Б. 0,01 Н В. 1 Н Г. 50 Н Д. 100 Н 3. Какая физическая величина измеряется в веберах? А. Индукция поля Б. Магнитный поток В. ЭДС индукции Г. Индуктивность 4. Частица с электрическим зарядом 4?1019 Кл движется со скоростью 1000 км/ч в магнитном поле с индукцией 5 Тл, под углом 300. Определите значение силы Лоренца. А. 1015 Н Б. 2?1014 Н В. 2,7?1016 Н Г. 1012 Н Д. 4?1016 Н Е. 2,7?1012 Н 5. При выдвигании из катушки постоянного магнита в ней возникает электрический ток. Как называется это явление? А. Электростатическая индукция Б. Магнитная индукция В. Электромагнитная индукция Г. Самоиндукция Д. Индуктивность 6. Электрическое поле создается…. А. Неподвижными электрическими зарядами Б. Магнитными зарядами В. Постоянными электрическими зарядами Г. Постоянными магнитами 7. Прямолинейный проводник длиной 20 см расположен под углом 300 к вектору индукции магнитного поля. Какова сила Ампера, действующая на проводник, при силе тока 100 мА и индукции поля 0,5 Тл? А. 5 мН Б. 0,5 Н В. 500 Н Г. 0,02 Н Д. 2 Н 8. Чем определяется величина ЭДС индукции в контуре? А. Магнитной индукцией в контуре Б. Магнитным потоком через контур В. Индуктивностью контура Г. Электрическим сопротивлением контура Д. Скоростью изменения магнитного потока 9. Какой магнитный поток создает силу тока, равную 1 А, в контуре с индуктивностью в 1 Гн? А. 1А Б. 1 Гн В. 1 Вб Г. 1 Тл Д. 1 Ф 10. Чему равен магнитный поток, пронизывающий поверхность контура площадью 1 м2, индукция магнитного поля равна 5 Тл? Угол между вектором магнитной индукции и нормалью равен 600. А. 5 Ф Б. 2,5 Вб В. 1,25 Вб Г. 0,25 Вб Д. 0,125 Вб 11. При перемещении заряда по замкнутому контуру в вихревом электрическом поле, работа поля равна…. А. Ноль Б. Какой – то величине В. ЭДС индукции 12. Определить индуктивность катушки, если при силе тока в 2 А, она имеет энергию 0,4 Дж. А. 200 Гн Б. 2 мГн В. 100 Гн Г. 200 мГн Д. 10 мГн 13. По прямому проводу течет постоянный ток. Вблизи провода наблюдается… А. Только магнитное поле Б. Только электрическое поле В. Электромагнитное поле Г. Поочередно то магнитное, то электрическое поле 14. Какова ЭДС индукции, возбуждаемая в проводнике, помещенном в магнитное поле с индукцией 200 мГн, если оно полностью исчезает за 0,01 с? Площадь, ограниченная контуром, равна 1 м2. А. 200 В Б. 20 В В. 2 В Г. 0,2 В Д. 0,02 В 15. Определить сопротивление проводника длиной 20 м, помещенного в магнитное поле, если скорость движения 10 м/с, индукция поля равна 0,01 Тл, сила тока 2 А. А. 400 Ом Б. 0,01 Ом В. 0,4 Ом Г. 1 Ом Д. 10 Ом 16. Можно ли использовать скрученный удлинитель большой длины при большой нагрузке? А. Иногда Б. Нет В. Да Г. Недолго Тест №1 «Электродинамика» Вариант №3 1. В каком случае вокруг движущегося электрона возникает магнитное поле? 1 – электрон движется равномерно и прямолинейно; 2 – электрон движется равномерно по окружности; 3 – электрон движется равноускорено прямолинейно. А. 3 Б. 2 В. 1 Г. 1 и 2 Д. 1 и 3 Е. 1, 2 и 3 Ж. 2 и 3 З. Такого случая среди вариантов нет 2. На проводник, помещенный в магнитное поле, действует сила 1 Н. длина активной части проводника 60 см, сила тока 15 А. Определить модуль вектора магнитной индукции поля. А. 3Тл Б. 0,1Тл В. 1Тл Г. 6Тл Д. 100Тл 3. Магнитное поле создается… А. Неподвижными электрическими зарядами Б. Магнитными зарядами В. Постоянными электрическими зарядами Г. Постоянным магнитом 4. Какая физическая величина измеряется в «генри»? А. индукция поля Б. магнитный поток В. ЭДС индукции Г. Индуктивность 5. Частица с электрическим зарядом 8*1019Кл движется со скоростью 500км/ч в магнитном поле с индукцией 10Тл, под углом 300 к вектору магнитной индукции. Определить значение силы Лоренца. А. 1016Н Б. 2*1014Н В. 2,7*1016Н Г. 1012Н Д. 4*1016Н Е. 5,5*1016Н 6. Прямолинейный проводник длиной 10см расположен под углом 300 к вектору индукции магнитного поля. Какова сила Ампера, действующая на проводник, при силе тока 200мА и индукции поля 0,5Тл? А. 5*103Н Б. 0,5Н В. 500Н Г. 0,02Н Д. 2Н 7. Определить магнитный поток, пронизывающий поверхность, ограниченную контуром, площадью 1м2, если вертикальная составляющая индукции магнитного поля 0,005Тл. А. 200Н Б. 0,05Вб В. 0,005Ф Г. 5000Вб Д. 0,02Вб Е. 0,005Вб 8. Магнитное поле создается… А. Неподвижными электрическими зарядами Б. Магнитными зарядами В. Постоянными электрическими зарядами Г. Движущимися электрическими зарядами 9. Сила тока, равная 1А, создает в контуре магнитный поток в 1Вб. Определить индуктивность контура. А. 1А Б. 1Гн В. 1Вб Г. 1Тл Д. 1Ф 10. В цепи, содержащей источник тока, при замыкании возникает явление… А. электростатическая индукция Б. магнитная индукция В. Электромагнитная индукция Г. Самоиндукция Д. индуктивность 11. При вдвигании в катушку постоянного магнита в ней возникает электрический ток. Как называется это явление? А. электростатическая индукция Б. магнитная индукция В. Электромагнитная индукция Г. Самоиндукция Д. индуктивность 12. Какова энергия магнитного поля катушки индуктивностью, равной 4Гн, при силе тока в ней, равной 200мА? А. 1600Дж Б. 8*102Дж В. 0,4Дж Г. 16*104Дж Д. 4*102Дж 13. Вблизи неподвижного положительно заряженного шара образуется… А. электрическое поле Б. магнитное поле В. Электрическое и магнитное поля Г. Попеременно то электрическое, то магнитное 14. Определить индуктивность катушки, через которую проходит поток величиной 50Вб при силе тока 10мА. А. 0,5Гн Б. 50Гн В. 100Гн Г. 5000Гн Д. 0,1Гн 15. Какова ЭДС индукции, возбуждаемая в проводнике, помещенном в магнитное поле с индукцией 100мТл, если оно полностью исчезает за 0,1с? Площадь, ограниченная контуром, равна 1м2. А. 100В Б. 10В В. 1В Г. 0,1В Д. 0,01В 16. Определить сопротивление проводника длиной 40м, помещенного в магнитное поле, если скорость движения 10м/с, индукция поля равна 0,01Тл, сила тока 1А. А. 400Ом Б. 0,04Ом В. 0,4Ом Г. 4Ом Д. 40Ом Тест №1 «Электродинамика» Вариант №4 1. Какая физическая величина измеряется в «веберах»? А. индукция поля Б. магнитный поток В. ЭДС индукции Г. Индуктивность 2. Определить силу, действующую на проводник с током длиной 40см, помещенный в магнитное поле с индукцией 5Тл, при силе тока 5А. А. 1000Н Б. 0,01Н В. 1Н Г. 50Н Д. 10Н 3. Частица с электрическим зарядом 4*1019Кл движется со скоростью 1000км/ч в магнитном поле с индукцией 5Тл, под углом 300 к вектору магнитной индукции. Определить значение силы Лоренца. А. 1016Н Б. 2,7*1014Н В. 1,7*1016Н Г. 1012Н Д. 4*1016Н Е. 2,7*1016Н 4. При движении катушек относительно друг друга в одной из них возникает электрический ток, при условии, что другая подключена к источнику тока. Как называется данное явление? А. электростатическая индукция индукция Г. Самоиндукция Б. магнитная индукция Д. индуктивность В. Электромагнитная 5. Электрическое поле создается… А. неподвижными электрическими зарядами Б. магнитными зарядами В. Постоянными электрическими зарядами Г. Постоянными магнитами 6. В каком случае можно говорить о возникновении магнитного поля? А. заряженная частица движется прямолинейно ускоренно прямолинейно равномерно В. Движется магнитный заряд Б. заряженная частица движется 7. Прямолинейный проводник длиной 20см расположен под углом 900 к вектору индукции магнитного поля. Какова сила Ампера, действующая на проводник, если сила тока в нем равна 100мА, а индукция магнитного поля – 0,5Тл? А. 5мН Б. 0,2Н В. 100Н Г. 0,01Н Д. 2Н 8. От чего зависит ЭДС индукции в контуре? А. магнитной индукции в контуре Б. магнитного потока через контур В. Индуктивности контура Г. Электрического сопротивления контура Д. скорости изменения магнитного потока 9. Какой магнитный поток создает силу тока, равную 2А, в контуре индуктивностью в 1Гн? А. 2А Б. 2Гн В. 2Вб Г. 2Тл Д. 2Ф 10. Чему равен магнитный поток, пронизывающий поверхность контура площадью 0,5м2, индукция магнитного поля равна 5Тл? Угол между вектором магнитной индукции и нормалью 600. А. 5Ф Б. 2,5Вб В. 1,25Вб Г. 0,25Вб Д. 0,125Вб 11. При перемещении заряда по замкнутому контуру в стационарном электрическом поле, работа поля равна…. А. ноль Б. какойто величине В. ЭДС индукции 12. Можно ли использовать скрученный удлинитель большой длины при большой нагрузке? А. иногда Б. нет В. Да Г. Недолго 13. По прямому проводу течет постоянный ток. Вблизи провода наблюдается… А. только магнитное поле Б. только электрическое поле В. Одновременно и магнитное и электрическое поля электрическое поля Г. Поочередно то магнитное, то 14. Какова ЭДС индукции, возбуждаемая в проводнике, помещенном в магнитное поле с индукцией 200мТл, если оно полностью исчезает за 0,05с? Площадь, ограниченная контуром, равна 1м2. А. 400В Б. 40В В. 4В Г. 0,4В Д. 0,04В 15. Определить сопротивление проводника длиной 20м, помещенного в магнитное поле, если скорость движения 10м/с, индукция поля равна 0,01Тл, сила тока 2А. А. 100Ом Б. 0,01Ом В. 0,1Ом Г. 1Ом Д. 10Ом 16. Определить индуктивность катушки, если при силе тока в 2а, она имеет энергию 0,2Дж. А. 200Гн Б. 2мГн В. 100Гн Г. 200мГн Д. 100мГн Список литературы: 1. Физика: Учеб. для 11 кл. общеобразоват. учреждений / Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев. 15е изд. М.: Просвещение, 2009.381с. 2. Физика. Задачник. 1011 кл.: Пособие для общеобразоват. учреждений / Рымкевич А. П. 12е изд., стереотип. М.: Дрофа, 2008. 192 с. 3. Самостоятельные и контрольные работы. Физика. Кирик, Л. А П.М.:Илекса,2005.
1. Определите модуль силы, действующей на проводник длиной 20 см при силе тока 10 А в магнитном поле с индукцией 0.13 Тл, если угол α между вектором В и проводником равен 90°; 2. Определите, с какой силой магнитное поле, созданное током, действует на проводник, если магнитная индукция поля 1.5 Тл, рабочая длина проводника 0,4 м и по нему протекает ток 50 А. 3. Вычислите магнитную индукцию поля, если оно действует на проводник с силой 50 Н. Рабочая длина проводника, помещенного в магнитное поле, составляет пол метра, а сила тока, протекающего в нем, 0,2 А. 4. Какова скорость заряженного тела, перемещающегося в магнитном поле с индукцией 2 Тл, если на него со стороны магнитного поля действует сила 32 Н. Скорость и магнитное поле взаимно перпендикулярны. Заряд тела равен 0,5 мКл. | 1. По проводнику длиной 45 см протекает ток силой 20 А. Чему равна индукция магнитного поля, в которое помещен проводник, если на проводник действует сила 9 мН? 2. Сила тока в проводнике 4 А, длина активной части проводника 0,2 м, магнитное поле действует на проводник с силой 0,1 Н. Определите индукцию магнитного поля, если линии индукции поля и ток взаимно перпендикулярны. 3. На проводник длиной 50 см, находящийся в однородном магнитном поле с магнитной индукцией 0,1 Тл, действует сила 0,05 Н. Вычислите силу тока, если угол между направлением силы тока и вектором магнитной индукции взаимно перпендикулярны. 4. Проводник с током 5 А находится в магнитном поле с индукцией 10 Тл. Определить длину проводника, если магнитное поле действует на него с силой 20Н и перпендикулярно проводнику. | 1. Определите модуль силы, действующей на проводник длиной 20 см при силе тока 10 А в магнитном поле с индукцией 0.13 Тл, если угол α между вектором В и проводником равен 90°; 2. Определите, с какой силой магнитное поле, созданное током, действует на проводник, если магнитная индукция поля 1.5 Тл, рабочая длина проводника 0,4 м и по нему протекает ток 50 А. 3. Вычислите магнитную индукцию поля, если оно действует на проводник с силой 50 Н. Рабочая длина проводника, помещенного в магнитное поле, составляет пол метра, а сила тока, протекающего в нем, 0,2 А. 4. Какова скорость заряженного тела, перемещающегося в магнитном поле с индукцией 2 Тл, если на него со стороны магнитного поля действует сила 32 Н. Скорость и магнитное поле взаимно перпендикулярны. Заряд тела равен 0,5 мКл. | 1. По проводнику длиной 45 см протекает ток силой 20 А. Чему равна индукция магнитного поля, в которое помещен проводник, если на проводник действует сила 9 мН? 2. Сила тока в проводнике 4 А, длина активной части проводника 0,2 м, магнитное поле действует на проводник с силой 0,1 Н. Определите индукцию магнитного поля, если линии индукции поля и ток взаимно перпендикулярны. 3. На проводник длиной 50 см, находящийся в однородном магнитном поле с магнитной индукцией 0,1 Тл, действует сила 0,05 Н. Вычислите силу тока, если угол между направлением силы тока и вектором магнитной индукции взаимно перпендикулярны. 4. Проводник с током 5 А находится в магнитном поле с индукцией 10 Тл. Определить длину проводника, если магнитное поле действует на него с силой 20Н и перпендикулярно проводнику. |
Действие на проводник с током
Правило левой руки служит для определения направления силы, действующей на проводник с током, находящийся в магнитном поле. Если левую руку повернуть ладонью навстречу магнитным линиям, а направление тока в проводнике совместить с вытянутыми четырьмя пальцами, то отставленный большой палец, расположенный в плоскости ладони перпендикулярно остальным четырем пальцам, укажет направление силы, действующей на проводник. [c.111]Сила магнитного взаимодействия токов. Сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током, называется силой Ампера. [c.177]
При исследовании магнитного поля с помощью прямолинейного проводника с током магнитная индукция определяется следующим образом модуль магнитной индукции равен отношению максимального значения модуля силы Ампера F, действующей на проводник с током, к силе тока I в проводнике и его длине Z [c.177]
Правило левой руки (фиг. 10) служит для определения направления силы F, действующей на проводник с током помещенный в магнитном поле. Если ладонь левой руки повернуть так, чтобы четыре вытянутые пальца совпали с направлением тока, а магнитное поле входило в ладонь, то отставленный большой палец укажет направление силы, действующей на проводник. [c.332]
Действие на проводник с током 3 i2 Напряженность 332 [c.543]
Магнитная проницаемость 449, 453 Магнитное поле — Действие на проводник с током 449 — Направление — Определение 448 [c.717]
Как известно, при протекании тока по проводнику вокруг него возникает магнитное поле, которое, взаимодействуя с током, создает электромагнитные силы, действующие на проводник с током. Именно на этом принципе работают все электрические двигатели, устройства для электромагнитного транспорта жидкого металла и пр. [c.263]
Напомним, что направление силы, с которой магнитное поле действует на проводник с током (в нашем случае — на [c.264]
Электродинамический. В этом случае генерируются силы, действующие на проводник с током, помешенный в магнитное поле. Эти силы переменны вследствие изменения во времени тока и поля. При колебаниях проводника возникает добавочная [c.192]
Введя проводник с током в постоянное магнитное поле (рис. 4), заметим, что в результате сложения магнитных полей магнита и проводника произойдет усиление магнитного поля с одной стороны проводника (в верхней части рисунка) и ослабление его с другой стороны проводника (на нижней части рисунка). В итоге действия двух магнитных полей магнитные линии искривятся и, стремясь сократиться, будут выталкивать проводник вниз. Направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, можно изменить, меняя полюсы, т. е. направление магнитного поля, или изменяя направление тока в проводнике. Если одновременно поменять полюсы и направление тока в проводнике, то направление силы, действующей на проводник, не изменится. [c.27]
Направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, определяется правилом левой руки (рис. 67) если левую руку расположить так, чтобь магнитные силовые линии входили в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывали направление электрического тока, то направление силы, действующей на проводник, будет совпадать с направлением отогнутого большого пальца. [c.128]
Сила, действующая на проводник с током, помещенный в магнитное поле (закон Ампера), [c.618]
Результатом воздействия является сила, действующая на проводник с током и направленная перпендикулярно к току и линиям магнитной индукции. [c.120]
Направление силы, действующей на проводник с током, определяется правилом левой руки если расположить ладонь левой руки так, чтобы силовые линии магнитного поля входили в нее, а вытянутые пальцы указывали направление тока, то отставленный большой палец укажет направление силы, действующей на проводник (рис. 50 . [c.130]
Действие магнитного поля на движущиеся заряженные частицы. Действие магнитного поля на проводник с током означает, что магнитное поле действует на движущиеся электрические заряды. Найдем силу, действующую на электрический заряд q при его движении в однородном магнитном поле с индукцией В. [c.180]
Действие, магнитного поля на проводник с током используется в электроизмерительных приборах магнитоэлектрической системы. Измеряемый электрический ток пропускается через рамку 8, помещенную в магнитное поле постоянного магнита 5 (рис. 205). Рамка укреплена на оси 2. [c.200]
Характеристики сил, действующих на звенья механизма. Силы, действующие на звенья механизма, могут быть функциями времени, перемещений или скоростей точек приложения этих сил. Например, сила сопротивления лопасти механизма перемешивающего аппарата, изменяется во времени движущая сила, действующая на входное звено гидравлической муфты, зависит от времени истечения жидкости через постоянное отверстие сила пружины зависит от деформации, т. е. перемещения точки приложения силы сила, воздействующая на проводник с током, зависит от скорости его движения в электромагнитном поле и т. д. [c.69]
Магнитное поле — пространство, окружающее проводник с током или с молекулярными токами, в котором среда находится в особом состоянии. Это особое состояние» обнаруживается в появлении механических сил, действующих на магнитную стрелку, на проводник с током, или в создании электродвижущей силы в проводнике, пересекающем поле. За положительное направление магнитного поля принимают направление, в котором устанавливается северный полюс магнитной стрелки. Для изображения магнитного поля введено понятие о магнитных индукционных линиях (или магнитных силовых линиях), заполняющих весь объём магнитного поля. [c.514]
Действие магнитного поля на проводник с током (фиг. 9). На элементарный проводник длиной dt, обтекаемый током / и поме-щенный в магнит- [c.332]
Действие магнитного поля на проводник с током (фиг. 9). На элементарный проводник длиной dl, обтекаемый током / и помещенный в магнитном поле, действует сила dF, определяемая выражением [c.449]
СЖИМАЕМОСТЬ [есть способность вещества изменять свой объем обратимым образом под действием всестороннего внешнего давления адиабатическом процессе изотермическая — при изотермическом процессе) отношением изменения объема системы к малому изменению давления и к объему, занимаемому системой] СИЛА [есть векторная величина, служащая мерой механического воздействия на тело со стороны других тел Ампера действует на проводник с электрическим током, помещенный в магнитное поле вынуждающая (возмущающая) периодически действует и вызывает вынужденные колебания системы звука — отношение мощности, переносимой акустической волной через площадку, перпендикулярную направлению ее распространения, к площади этой площадки излучения — отношение потока излучения, распространяющегося от источника излучения в некотором телесном угле, к этому углу инерции материальную точку только тогда, когда неинерциальная система отсчета вращается, а материальная точка движется относительно нее переносная действует на материальную точку и обусловлена переносным ускорением центробежная действует на материальную точку в системе отсчета, вращающейся относительно инерциальной [c.274]
Д. как источник упругого поля испытывает действие силы, обусловленной сдвиговыми напряжениями в кристалле и напоминающей силу действия магн. поля на проводник с током. Величина силы, приложенной к единице длины линии Д., равна /= о, где о — соответствующая сдвиговая компонента тензора напряжений aih- Напр., если краевая Д. параллельна оси z и се [c.637]
Закон Ампера на проводник с током в магнитном поле действует сила liF, равная произведению силы тока /, длины проводника d I и индукции магнитного поля В на синус угла между направлениями векторов индукции и тока. Направление силы нормально к направлению поля и тока и определяется правилом левой руки если силовые линии поля входят в ладонь, а четыре вытянутых пальца направлены по току, то отогнутый большой палец покажет направление силы [c.237]
Электромагнитные взаимодействия. Определение направления действующей силы на проводник с током в магнитном поле — правило левой руки. Взаимодействие токоведущих проводников. Электромагнитная индукция. Определение направления индуктированной ЭДС — правило правой руки. Формула определения ЭДС индукции. Индуктивность, ее единица. Взаимная индуктивность. [c.318]
Действие магнитного поля на проводник с током. На прямолинейный проводник длиной /,,, по которому [c.110]
Фиг. 6. Действие магнитного П0.1Я на проводник с током. |
Электромагнетизм, электромагниты. Действие магнитного поля на проводник с током. Взаимодействие между проводниками с током. Индуктированная электродвижущая сила в проводнике. Индукционная катушка. [c.507]
Существуют и другие методы измерения магнитных полей. Можно измерить силу, действующую со стороны поля на проводник с током, и отсюда вычислить значения магнитной индукции. Более точный подход заключается в измерении отклонения полей пучка электронов. Естественно, этот метод в основном применим только к однородным полям. [c.132]
Для выяснения влияния магнитного поля на термодинамические параметры плазмы необходимо рассмотреть систему, в которой магнитное поле Н направлено вдоль оси 2, а электрическое Е (ток плотностью /) — вдоль оси X. Известно, что на проводник с током, текущим поперек магнитного поля, со стороны этого поля действует сила, направленная перпендикулярно к / и Я, т. е. в рассматриваемом случае по оси у [c.444]
Известно, что на проводник с током в магнитном поле действует сила. Но всякий ток есть движение заряженных час- [c.190]
Магнитное поле. Магнит в природе открыт давно. Компас изобретен китайцами более 1000 лет назад. Магнит действует на магнит и на проводник с током. Это значит, что поле магнита действует на движущийся электрический заряд. Это уже зародыш объединения электричества и магнетизма. В современной форме эти законы выражаются в форме закона Лоренца для силы Е = -[у, Н]. Итак, = еЕ + -[у, Н]. [c.38]На проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила Ампера. Закон Ампера на малый отрезок проводника с током силы I и длиной А/, помещенного в однородное магнитное поле с индукцией В, действует сила AF, модуль которой равен [c.254]
На проводник с током, помещенный в магнитное поле, также действует сила. Величина этой силы определяется законом Ампера [c.130]
Первые два члена связаны с воздействием неиосредо венно на магнетик, последний член — с силами, деист- вующими на токи ироводямости и токи, связанные] с перемещением сторонних зарядов, В случае 1 этот член оказывается основным и сила, действующая на проводник с током, равна [c.86]
Если к прямолинейному проводнику, по которому протекает электрический ток, поднести магнитную стрелку, то она будет стремиться стать перпендикулярно плоскости, проходящей через ось проводника и центр вращения стрелки. В данном случае на стрелку действуют так называемые магнитные силы, оказывающие также влияние на движущиеся заряженные частицы и на проводники с током. В проводниках, движущихся в магнитном поле, или в неподвижных, но находящихся в перемениом магнитном поле, возникает индуктированная ЭДС. [c.26]
Искрогашение. В момент выключения контактов между ними образуется дуга. Сильное повышение температуры в момент разрыва приводит к увеличению проводимости воздушного промежутка между контактами, и ток не разрывается, а продолжает протекать по раскаленному воздушному промежутку. Для гашения дуги в контакторах используют закон взаимодействия электромагнитного поля на проводник с током (дуга рассматривается как проводник с током). Создание магнитного потока вокруг искрового промежутка достигается установкой искрогасительной катушки, последовательно включенной с контактором. Под действием магнитного потока дуга перемещается, а следовательно и удлиняется, что способствует ее охлаждению. Для того чтобы ускорить гашение, а также предохранить соседние детали от действия дуги, последняя направляется в искрогасительную камеру, закрепленную на аппарате. Перегородки камеры способствуют разделению дуги и охлаждению ее. Чтобы уменьшить оплавление концов контактов на искрогасительной катушке в конструкции предусмотрены рога , через которые при гашении движется дуга. [c.59]
Для перекачивания расплавленных металлов часто применяются электромагнитные фарадеевские насосы, осно)ванные на силовом взаимодействии электрического тока с магнитным полем. Схема элек, тромагнитного насоса показана на фиг. 203. Участок трубы, по которой протекает расплавленный металл, сплющен и помещен между полюсами сильного электромагнита. К расплавленному металлу при помощи двух толстых медных шин подводится сильный электрический ток от понижающею трансформатора. Со стороны магнитного поля на проводник с током действует сила, направленная в ту сторону, куда указывает отставленный большой палец левой руки, ладонь которой обращена навстречу магнитным силовым линиям, а вытянутые четыре пальца указывают направление тока проводнике. На фиг. 203 эта сила направлена к нам. [c.371]
Магнитная сила на токопроводящем проводе
Цели обучения
К концу этого раздела вы сможете:
- Опишите влияние магнитной силы на проводник с током.
- Рассчитайте магнитную силу на проводнике с током.
Поскольку заряды обычно не могут покинуть проводник, магнитная сила, действующая на заряды, движущиеся в проводнике, передается на сам проводник.
Рис. 1. Магнитное поле воздействует на провод с током в направлении, заданном правилом правой руки 1 (в том же направлении, что и на отдельные движущиеся заряды). Эта сила может быть достаточно большой, чтобы переместить провод, поскольку типичные токи состоят из очень большого количества движущихся зарядов.
Мы можем получить выражение для магнитной силы, действующей на ток, суммируя магнитные силы, действующие на отдельные заряды. (Силы складываются, потому что они в одном направлении.) Сила, действующая на отдельный заряд, движущийся со скоростью дрейфа v d , определяется как F = qv d B sin θ . Принимая B как однородный по длине провода l и ноль в другом месте, общая магнитная сила на проводе тогда будет F = ( qv d B sin θ ) ( N ) , где N — количество носителей заряда в отрезке провода длиной l .Теперь N = нВ, где n — количество носителей заряда на единицу объема, а В, — объем провода в поле. Учитывая, что V = Al , где A — площадь поперечного сечения провода, тогда сила, действующая на провод, равна F = ( qv d B sin θ ) ( nAl ). Условия сбора,
[латекс] F = (nqAv _ {\ text {d}}) lB \ sin \ theta \\ [/ latex].
Потому что nqAv d = I (см. Ток),
[латекс] F = IlB \ sin \ theta \ [/ латекс]
— это уравнение для магнитной силы на длине l провода, по которому проходит ток I в однородном магнитном поле B , как показано на рисунке 2.Если разделить обе части этого выражения на l , мы обнаружим, что магнитная сила на единицу длины провода в однородном поле равна [латекс] \ frac {F} {l} = IB \ sin \ theta \\ [/ латекс]. Направление этой силы задается RHR-1 с большим пальцем в направлении тока I . Затем пальцами в направлении B перпендикуляр к ладони указывает в направлении F , как на рисунке 2.
Рис. 2. Сила, действующая на токоведущий провод в магнитном поле, составляет F = IlB sin θ .Его направление задает RHR-1.
Пример 1. Расчет магнитной силы на проводе с током: сильное магнитное поле
Рассчитайте усилие на провод, показанное на рисунке 1, если B = 1,50 Тл, l = 5,00 см и I = 20,0 А.
Стратегия
Сила может быть найдена с данной информацией, используя [latex] F = IlB \ sin \ theta \\ [/ latex] и отмечая, что угол θ между I и B равен 90º, так что sin θ = 1.
Решение
Ввод заданных значений в F = IlB sin θ дает
F = IlB sin θ = (20,0 А) (0,0500 м) (1,50 Тл) (1).
Единицы измерения теслы: [латекс] 1 \ text {T} = \ frac {\ text {N}} {\ text {A} \ cdot \ text {m}} \\ [/ latex]; таким образом,
F = 1,50 Н.
Обсуждение
Это большое магнитное поле создает значительную силу на небольшой длине провода.
Магнитная сила на токоведущих проводниках используется для преобразования электрической энергии в работу. (Двигатели являются ярким примером — они используют проволочные петли и рассматриваются в следующем разделе.) Магнитогидродинамика (MHD) — это техническое название, данное умному приложению, в котором магнитная сила перекачивает жидкости без движущихся механических частей. (См. Рисунок 3.)
Рисунок 3. Магнитогидродинамика. Магнитная сила, действующая на ток, проходящий через эту жидкость, может использоваться в качестве немеханического насоса.
К трубке прикладывается сильное магнитное поле, и через жидкость проходит ток под прямым углом к полю, в результате чего сила, действующая на жидкость, параллельна оси трубки, как показано. Отсутствие движущихся частей делает его привлекательным для перемещения горячего химически активного вещества, такого как жидкий натрий, используемый в некоторых ядерных реакторах. Экспериментальные искусственные сердца проходят испытания с использованием этого метода перекачивания крови, возможно, чтобы избежать неблагоприятного воздействия механических насосов.(Однако на клеточные мембраны влияют большие поля, необходимые для МГД, что задерживает его практическое применение у людей.) МГД-двигательная установка для атомных подводных лодок была предложена, поскольку она могла бы быть значительно тише, чем обычные гребные винты. Сдерживающая ценность атомных подводных лодок основана на их способности укрыться и пережить первый или второй ядерный удар. По мере того как мы медленно разбираем наши арсеналы ядерного оружия, подразделение подводных лодок будет выведено из эксплуатации последним из-за этой способности (см. Рисунок 4.) Существующие диски MHD тяжелые и неэффективные — требуется большая работа по развитию.
Рис. 4. Двигательная установка МГД на атомной подводной лодке может создавать значительно меньшую турбулентность, чем гребные винты, и позволять ей работать более тихо. Создание подводной лодки с бесшумным двигателем было инсценировано в книге и фильме Охота за красным октябрем .
Сводка раздела
- Магнитная сила на токоведущих проводниках определяется выражением
[латекс] F = IlB \ sin \ theta \ [/ латекс]
, где I — ток, l — длина прямого проводника в однородном магнитном поле B , а θ — угол между I и B .Сила следует за RHR-1 большим пальцем в направлении I .
Концептуальные вопросы
- Нарисуйте схему ситуации на рисунке 1, показывающую направление электронов, переносящих ток, и используйте RHR-1, чтобы проверить направление силы на провод.
- Убедитесь, что направление силы в МГД-приводе, таком как на рисунке 3, не зависит от знака зарядов, переносящих ток через жидкость.
- Почему магнитогидродинамический привод лучше работает в океанской воде, чем в пресной? Кроме того, зачем нужны сверхпроводящие магниты?
- Что с большей вероятностью повлияет на показания компаса: переменный ток в холодильнике или постоянный ток при запуске автомобиля? Объяснять.
Задачи и упражнения
1. Каково направление магнитной силы, действующей на ток, в каждом из шести случаев на рисунке 5?
Рисунок 5.
2. Каково направление тока, который испытывает магнитную силу, показанную в каждом из трех случаев на рисунке 6, при условии, что ток течет перпендикулярно B ?
Рисунок 6.
3. Каково направление магнитного поля, которое создает магнитную силу, показанную на токах в каждом из трех случаев на рисунке 7, если предположить, что B перпендикулярно I ?
Рисунок 7.
4. (a) Какова сила на метр в разряде молнии на экваторе, несущем 20 000 А перпендикулярно полю Земли 3,00 × 10 −5 -T? (б) Каково направление силы, если ток идет прямо вверх, а направление поля Земли строго на север, параллельно земле?
5. (a) Линия электропередачи постоянного тока для системы легкорельсового транспорта передает ток 1000 А под углом 30º к полю Земли 5,00 × 10 −5 -T. Какая сила действует на 100-метровом участке этой линии? (b) Обсудите практические проблемы, которые это представляет, если таковые имеются.
6. Какая сила действует на воду в МГД-приводе, использующем трубку диаметром 25,0 см, если через трубку проходит ток 100 А, перпендикулярный магнитному полю 2,00 Тл? (Относительно небольшой размер этой силы указывает на необходимость очень больших токов и магнитных полей для создания практических МГД-приводов.)
7. Провод, по которому течет ток 30,0 А, проходит между полюсами сильного магнита, перпендикулярного его полю, и испытывает силу 2,16 Н на 4.00 см провода в поле. Какая средняя напряженность поля?
8. (a) Отрезок кабеля длиной 0,750 м, по которому идет ток к стартеру автомобиля, составляет угол 60 ° с полем Земли 5,50 × 10 −5 Тл. Каков ток, когда на провод действует сила 7,00 × 10 −3 Н? (б) Если вы пропустите провод между полюсами сильного подковообразного магнита, подвергнув его 5,00 см полю 1,75 Тл, какая сила будет приложена к этому отрезку провода?
9.(а) Каков угол между проводом с током 8,00 А и полем 1,20 Тл, в котором он находится, если на 50,0 см провода действует магнитная сила 2,40 Н? б) Какая сила действует на проволоку, если ее повернуть на угол 90º с полем?
10. Сила, действующая на прямоугольную петлю из проволоки в магнитном поле на Рисунке 8, может использоваться для измерения напряженности поля. Поле однородное, плоскость петли перпендикулярна полю. а) Каково направление магнитной силы на петле? Обоснуйте утверждение, что силы на сторонах петли равны и противоположны, независимо от того, какая часть петли находится в поле, и не влияют на результирующую силу, действующую на петлю.(b) Если используется ток 5,00 А, какова сила на тесла в петле шириной 20,0 см?
Рис. 8. Прямоугольная петля из провода, по которой проходит ток, перпендикулярна магнитному полю. Поле однородно в показанной области и равно нулю за пределами этой области.
Избранные решения проблем и упражнения
1. (а) запад (слева)
(b) на стр.
(в) север (верх)
(d) нет силы
(д) восток (правый)
(е) юг (низ)
3.(a) на страницу
(б) запад (слева)
(c) вне страницы
5. (a) 2,50 Н (b) Это примерно полфунта силы на 100 м проволоки, что намного меньше веса самой проволоки. Поэтому особых опасений не вызывает.
7. 1,80 т
9. (а) 30º (б) 4.80 с.ш.
11.4 Магнитная сила на проводнике с током — University Physics Volume 2
Сила на круговой провод
Круговая токовая петля с радиусом R , по которой проходит ток I , расположена в плоскости xy .Постоянное однородное магнитное поле прорезает петлю параллельно оси y (рисунок 11.14). Найдите магнитную силу на верхней половине петли, нижней половине петли и общую силу на петле.Рис. 11.14. Проволочная петля, по которой течет ток в магнитном поле.
Стратегия
Магнитная сила на верхнем контуре должна быть записана в терминах дифференциальной силы, действующей на каждый сегмент контура. Если мы интегрируем по каждому дифференциальному элементу, мы решаем общую силу на этом участке петли.Сила, действующая на нижнюю петлю, определяется аналогичным образом, и общая сила складывается из этих двух сил.Решение
Дифференциальная сила на произвольном отрезке проволоки, расположенном на верхнем кольце, составляет: dF = IBsinθdl. dF = IBsinθdl., где θθ — угол между направлением магнитного поля (+ y ) и отрезком провода. Дифференциальный сегмент расположен на том же радиусе, поэтому, используя формулу длины дуги, мы имеем:
dl = RdθdF = IBRsinθdθ.dl = RdθdF = IBRsinθdθ.Чтобы найти силу на отрезке, мы интегрируем по верхней половине круга от 0 до π.π. Результат:
F = IBR∫0πsinθdθ = IBR (−cosπ + cos0) = 2IBR.F = IBR∫0πsinθdθ = IBR (−cosπ + cos0) = 2IBR.Нижняя половина цикла интегрируется от ππ до нуля, что дает нам:
F = IBR∫π0sinθdθ = IBR (−cos0 + cosπ) = — 2IBR.F = IBR∫π0sinθdθ = IBR (−cos0 + cosπ) = — 2IBR.Чистая сила — это сумма этих сил, которая равна нулю.
Значение
Полная сила на любом замкнутом контуре в однородном магнитном поле равна нулю. Несмотря на то, что каждая часть петли имеет силу, действующую на нее, результирующая сила, действующая на систему, равна нулю.(Обратите внимание, что на петле есть чистый крутящий момент, который мы рассмотрим в следующем разделе.)Эпизод 412: Сила, действующая на проводник в магнитном поле
.F_mag = BILsinθ
Электричество и магнетизм
Эпизод 412: Сила, действующая на проводник в магнитном поле
Урок для 16-19
- Время активности 70 минут
- Уровень Продвинутый
Напомнив вашим ученикам, что магнитные поля можно обнаружить рядом с постоянными магнитами и в присутствии электрического тока, следующий шаг — показать, как можно количественно определить поле
.Опять же, учащиеся должны знать, что проводник, по которому течет ток в магнитном поле, будет испытывать силу и, вероятно, помнят, что правило левой руки Флеминга можно использовать для определения направления этой силы.
Краткое содержание урока
- Демонстрации: ведение к F = B I L (15 минут)
- Обсуждение: Факторы, влияющие на силу (15 минут)
- Обсуждение: формальные определения (20 минут)
- Вопросы студентов: B I L расчет сил (20 минут)
Демонстрация: ведущая к
F = B I LВозможно несколько быстрых экспериментальных напоминаний.
Эпизод 412-1: Силы на токах (Word, 79 КБ)
Эпизод 412-2: Электромагнитная сила (Word, 53 КБ)
Это приводит к дальнейшему эксперименту, в котором может быть установлено соотношение F = B I L .
Эпизод 412-3: Сила на токоведущем проводе (Word, 43 КБ)
Обсуждение: Факторы, влияющие на силу
Описанные выше эксперименты приводят к выводу, что сила F на проводнике пропорциональна длине провода в поле, L , току I и напряженности поля
, представленной потоком плотность B .(Существует также угловой коэффициент
, который следует учитывать, но мы пока оставим это в стороне.)
Объединяя их, получаем F = B I L
(Это может помочь учащимся называть эту силу силой B I L force
.)
Студенты, вероятно, знают, что электрическое и гравитационное поля определяются как сила, действующая на единицу заряда или массы. Итак, для сравнения, B = F I L , и это дает возможность определить напряженность магнитного поля
.Физики называют это полем B или плотностью магнитного потока, которая имеет единицы N A -1 м -1 или тесла (Тл).
Поле в 1 Тл — очень сильное поле. Поле между полюсами магнитов Магнадура, которые используются в вышеупомянутом эксперименте, составляет около 3 × 10 -2 Тл, в то время как магнитное поле Земли составляет около 1 × 10 -5 Тл
.Если этого требует ваша спецификация, вам нужно будет преобразовать угловой коэффициент, полученный в эксперименте, в математическую формулу:
F = B I L sin (θ).
Для математически наклонных можно показать, что эффективная длина провода в поле (т. Е. Под прямым углом) составляет L sin (θ). Если студенты находят это трудным, то можно утверждать, что максимальная сила возникает, когда поле и ток находятся под прямым углом,
θ = 90 °
(грех (θ) = 1),
и что это падает до нуля, когда поле и ток параллельны,
θ = 0 °
( грех (θ) = 0 )
Обсуждение: Формальные определения
Некоторые спецификации требуют формального определения плотности магнитного потока и / или тесла.
Сила магнитного поля или плотность магнитного потока B может быть измерена силой на единицу тока на единицу длины, действующей на проводник с током, расположенный перпендикулярно линиям однородного магнитного поля.
Единица измерения плотности магнитного потока в системе СИ B — тесла (Т), равная 1 Н A -1 м -1 . Это плотность магнитного потока, если по проводу длиной 1 м, по которому течет ток 1 А, действует сила 1 Н в направлении, перпендикулярном потоку и току.
Может потребоваться исследование силы между параллельными проводниками для определения силы тока. Студенты, возможно, уже видели эффект в ваших первоначальных экспериментах, но, возможно, это необходимо повторить здесь. Эффект можно объяснить, рассмотрев влияние поля, создаваемого одним проводником, на другой, а затем изменив аргумент.
(Наиболее распространенный альтернативный подход основан только на линиях поля и описывает эффект катапульты
из областей, где силовые линии плотно упакованы, в области, где линии более широко разнесены.)
Сила между параллельными проводниками лежит в основе определения единицы силы тока — ампера. Формальное определение обычно не требуется, но учащиеся должны понимать, что в текущем балансе (таком, который использовался выше) измерение силы и длины может быть прослежено до основных единиц СИ (кг, м, с), оставляя ток в качестве единственного Неизвестно
.
Некоторых студентов, вероятно, заинтересует формальное определение:
тот постоянный ток, который, если его поддерживать в двух прямых параллельных проводниках бесконечной длины, с ничтожно малым поперечным сечением и помещать на расстоянии 1 м в вакууме, будет создавать силу 2 × 10 -7 ньютон на метр длины
.
Вопросы учащихся:
B I L расчет силЭпизод 412-4: Силы токов в магнитных полях (Word, 35 КБ)
Хотя здесь можно было бы обсудить электродвигатель, вероятно, лучше оставить это до тех пор, пока не будет устранена электромагнитная индукция, чтобы можно было включить обратную ЭДС.
Правило правой руки | PASCO
Правило правой руки в физике
Правило правой руки — это мнемоника руки, используемая в физике для определения направления осей или параметров, указывающих в трех измерениях.Правило правой руки, изобретенное в XIX веке британским физиком Джоном Амброузом Флемингом для применения в электромагнетизме часто используется для определения направления третьего параметра, когда известны два других (магнитное поле, ток, магнитная сила). Есть несколько вариантов правила правой руки, которые объясняются в этом разделе.
Когда проводник, такой как медный провод, движется через магнитное поле (B), в проводнике индуцируется электрический ток (I).Это явление известно как закон индукции Фарадея. Если проводник перемещается внутри магнитного поля, то существует соотношение между направлениями движения (скорости) проводника, магнитного поля и индуцированного тока. Мы можем использовать правило правой руки Флеминга исследовать закон индукции Фарадея, который представлен уравнением:
ЭДС = индуцированная ЭДС (V или J / C)
N = количество витков катушки
Δ𝚽 B = изменение магнитного потока (Тм2)
Δ t = изменение во времени (с)
Поскольку оси x, y и z перпендикулярны друг другу и образуют прямые углы, правило правой руки можно использовать для визуализации их выравнивание в трехмерном пространстве.Чтобы использовать правило правой руки, начните с создания L-образной формы с помощью большого пальца правой руки, указателя и середины. Палец. Затем переместите средний палец внутрь к ладони так, чтобы он был перпендикулярен указательным и большим пальцам. Твоя рука должно выглядеть примерно так:
На схеме выше большой палец совмещен с осью z, указательный палец — с осью x, а средний палец — с осью y.
Беспроводная интеллектуальная тележка
Один из лучших способов помочь учащимся обрести уверенность в использовании правила правой руки — это провести наглядную демонстрацию, которая поможет им распознать и исправить свои неправильные представления об ортогональных отношениях и системах координат.
Многие учителя используют вращающуюся линейку, чтобы показать, что объект, который кажется вращающимся «по часовой стрелке» с точки зрения одного ученика, также кажется вращающимся «против часовой стрелки», если смотреть с другой точки зрения. Использование динамической тележки для обучения правилу правой руки позволяет преподавателям продемонстрировать как проблему с помощью терминологии «по часовой стрелке», так и «против часовой стрелки», а также решение, которое обеспечивают правило правой руки и оси вращения. С беспроводной интеллектуальной тележкой преподаватели могут использовать 3-осевой гироскоп и фиксированную систему координат для создания увлекательных демонстраций вращательного движения.Ознакомьтесь с полной демонстрацией здесь.Правило правой руки для магнетизма
Подвижные сборы
Заряженная частица — это частица с электрическим зарядом. Когда неподвижная заряженная частица существует в магнитном поле, она не испытать магнитную силу; однако, как только заряженная частица движется в магнитном поле, она испытывает наведенное магнитное поле. сила, которая смещает частицу с ее первоначального пути. Это явление, также известное как сила Лоренца, согласуется с правилом, что утверждает, что «магнитные поля не работают.”Уравнение, используемое для определения величины магнитной силы, действующей на заряженную частицу (q) перемещение магнитного поля (B) со скоростью v под углом θ составляет:
Если скорость заряженной частицы параллельна магнитному полю (или антипараллельна), то силы нет, потому что sin (θ) равен нулю. Когда это происходит, заряженная частица может сохранять прямолинейное движение даже в присутствии сильного магнитного поля.
Плоскость, образованная направлением магнитного поля и скоростью заряженной частицы, расположена под прямым углом к силе.Поскольку сила возникает под прямым углом к плоскости, образованной скоростью частицы и магнитным полем, мы можем использовать правило правой руки, чтобы определить их ориентацию.
Правило правой руки гласит: чтобы определить направление магнитной силы на положительный движущийся заряд, направьте большой палец правой руки в направление скорости (v), указательный палец в направлении магнитного поля (B) и средний палец будут указывать в направление результирующей магнитной силы (F).На отрицательные заряды будет действовать сила в противоположном направлении.
Магнитная сила, индуцированная током: ток в прямом проводе
Обычный ток состоит из движущихся зарядов, которые имеют положительный характер. Когда обычный ток проходит по проводящему проводу, на провод действует магнитное поле, которое его толкает. Мы можем использовать правило правой руки, чтобы определить направление силы, действующей на токоведущий провод. В этой модели ваши пальцы указывают в направлении магнитного поля, а большой палец — в направлении магнитного поля. обычный ток, протекающий через провод, и ваша ладонь указывает направление, в котором провод проталкивается (сила).
Магнитная сила, действующая на провод с током, определяется уравнением:
Когда длина провода и магнитное поле расположены под прямым углом друг к другу, уравнение принимает следующий вид:
F B = магнитная сила (Н)
I = ток (A)
L = длина провода (м)
B = магнитное поле (Тл)
Если рассматривать протекание тока как движение носителей положительного заряда (обычный ток) в приведенном выше image, мы замечаем, что обычный ток движется вверх по странице.Поскольку обычный ток состоит из положительных зарядов, то тот же провод с током также может быть описан как имеющий ток с отрицательным носители заряда движутся вниз по странице. Хотя эти токи движутся в противоположных направлениях, один наблюдается магнитная сила, действующая на провод. Следовательно, сила действует в том же направлении, независимо от того, рассмотрите поток положительных или отрицательных носителей заряда на изображении выше. Применение правила правой руки к направление обычного тока указывает направление магнитной силы, которое должно быть направлено вправо.Когда мы рассматриваем поток отрицательных носителей заряда на изображении выше, правило правой руки указывает на то, что направление силы, которую нужно оставить; однако отрицательный знак меняет результат на противоположный, указывая на то, что направление магнитной силы действительно указывает вправо.
Если мы рассмотрим поток зарядов в двух разных проводах, один с положительными зарядами, текущими вверх по странице, а другой с отрицательными зарядами, текущими вверх по странице, то направление магнитных сил не будет таким же, потому что мы рассматриваем две разные физические ситуации.В первом проводе поток положительных зарядов вверх по странице указывает на то, что по странице стекают отрицательные заряды. Правило правой руки говорит нам, что магнитный сила укажет в правильном направлении. По второму проводу вверх по странице текут отрицательные заряды, которые означает, что положительные заряды стекают по странице. В результате правило правой руки показывает, что магнитная сила указывает в левом направлении.
Токи, индуцированные магнитными полями
В то время как магнитное поле может быть индуцировано током, ток также может быть индуцирован магнитным полем.Мы можем использовать второе правило правой руки, иногда называемое правилом захвата правой руки, для определения направления магнитного поле, созданное током. Чтобы использовать правило захвата правой рукой, направьте большой палец правой руки в направлении течения. течь и скручивай пальцы. Направление ваших пальцев будет отражать направление искривления индуцированного магнитного поля.
Правило захвата правой рукой особенно полезно для решения проблем, связанных с токоведущим проводом или соленоидом. В обеих ситуациях правило захвата правой рукой применяется к двум приложениям закона оборота Ампера, который связывает интегрированное магнитное поле вокруг замкнутого контура к электрическому току, проходящему через плоскость замкнутого контура.
Направление вращения: соленоиды
Когда электрический ток проходит через соленоид, он создает магнитное поле. Чтобы использовать правило захвата правой рукой в проблема с соленоидом, укажите пальцами в направлении обычного тока и оберните пальцы, как будто они были вокруг соленоида. Ваш большой палец будет указывать в направлении силовых линий магнитного поля внутри соленоида. Примечание что силовые линии магнитного поля вне соленоида направлены в противоположном направлении. Они охватывают изнутри, чтобы снаружи соленоида.
Направление вращения: токоведущие провода
Когда электрический ток проходит по прямому проводу, он индуцирует магнитное поле. Чтобы применить правило захвата правой рукой, совместите большой палец с направлением обычного тока (от положительного к отрицательному), и ваши пальцы будут указывать направление магнитных линий потока.
Правило правой руки для крутящего момента
Проблемы с крутящим моментом часто являются самой сложной темой для студентов-первокурсников-физиков.К счастью, есть правило правой руки приложение для крутящего момента. Чтобы использовать правило правой руки в задачах с крутящим моментом, возьмите правую руку и наведите ее на направление вектора положения (r или d), затем поверните пальцы в направлении силы, и большой палец укажет в направлении крутящего момента.
Уравнение для расчета величины вектора крутящего момента для крутящего момента, создаваемого заданной силой:
Когда угол между вектором силы и плечом момента является прямым углом, синусоидальный член становится 1 и уравнение становится:
F = сила (Н)
𝜏 = крутящий момент (Нм)
r = расстояние от центра до линии действия (м)
Положительный и отрицательный крутящие моменты
Моменты, возникающие против часовой стрелки, являются положительными.В качестве альтернативы крутящие моменты, возникающие в по часовой стрелке — отрицательные моменты. Так что же произойдет, если ваша рука укажет на бумагу или из нее? Крутящие моменты, которые лицевой стороной из бумаги следует анализировать положительный крутящий момент, в то время как крутящий момент, направленный внутрь, следует анализировать. как отрицательные моменты.
Правило правой руки для перекрестного произведения
Перекрестное произведение или векторное произведение создается, когда упорядоченная операция выполняется над двумя векторами, a и b. В векторное произведение векторов a и b перпендикулярно как a, так и b и перпендикулярно плоскости, которая его содержит.С есть два возможных направления для перекрестного произведения, для определения направления следует использовать правило правой руки вектора кросс-произведения.
Например, векторное произведение векторов a и b можно представить с помощью уравнения:
(произносится как «крест б»)
Чтобы применить правило правой руки к перекрестным произведениям, выровняйте пальцы и большой палец под прямым углом. Затем укажите свой индекс палец в направлении вектора a и средний палец в направлении вектора b.Ваш большой палец правой руки укажет в направлении векторного произведения a x b (вектор c).
Правило правой руки для закона Ленца
Закон электромагнитной индукции Ленца — еще одна тема, которая часто кажется нелогичной, поскольку требует понимание того, как магнетизм и электрические поля взаимодействуют в различных ситуациях. Закон Ленца гласит, что направление тока, индуцируемого в замкнутом проводящем контуре изменяющимся магнитным полем (закон Фарадея), такова, что вторичное магнитное поле, создаваемое индуцированным током, противодействует начальному изменению магнитного поля, которое произвело Это.Так что это значит? Давайте разберемся.
Когда магнитный поток через проводник с замкнутым контуром изменяется, он индуцирует ток внутри контура. Индуцированная ток создает вторичное магнитное поле, которое противодействует первоначальному изменению потока, которое инициировало индуцированный ток. Сила магнитного поля, проходящего через катушку из проволоки, определяет магнитный поток. Магнитный поток зависит от сила поля, площадь катушки и относительная ориентация между полем и катушкой, как показано в следующем уравнении.
𝚽 B = магнитный поток (Tm 2 )
B = магнитное поле (Тл)
Θ = угол между полем и нормалью (град.)
A = площадь контура (м 2 )
Чтобы понять, как закон Ленца повлияет на эту систему, нам нужно сначала определить, является ли начальное магнитное поле увеличение или уменьшение силы. Когда северный магнитный полюс приближается к петле, это вызывает существующее магнитное поле. поле для увеличения.Поскольку магнитное поле увеличивается, индуцированный ток и результирующее индуцированное магнитное поле будут противодействовать исходному магнитному полю, уменьшая его. Это означает, что первичное и вторичное магнитные поля будут возникать в противоположные направления. Когда существующее магнитное поле уменьшается, индуцированный ток и результирующее индуцированное магнитное поле поле будет противодействовать исходному, уменьшая магнитное поле, усиливая его. Таким образом, индуцированное магнитное поле будет иметь в том же направлении, что и исходное магнитное поле.
Чтобы применить правило правой руки к закону Ленца, сначала определите, увеличивается ли магнитное поле, проходящее через петлю, или уменьшается. Напомним, что магниты создают силовые линии магнитного поля, которые движутся от северного магнитного полюса в направлении магнитный южный полюс. Если магнитное поле увеличивается, то направление вектора индуцированного магнитного поля будет в обратном направлении. Если магнитное поле в контуре уменьшается, то вектор индуцированного магнитного поля будет происходят в том же направлении, чтобы заменить уменьшение исходного поля.Затем выровняйте большой палец в направлении индуцированное магнитное поле и скрученные пальцы. Ваши пальцы будут указывать в направлении индуцированного тока.
Что происходит с токоведущим проводом в магнитном поле? | Научный проект
- Сильный подковообразный магнит
- Длинный изолированный провод
- Инструмент для зачистки проводов
- D аккумулятор
- Изолента
- Зачистите 1 дюйм изоляции с каждой стороны провода.
- Положите подковообразный магнит набок на плоскую поверхность.
- Используйте небольшой кусок изоленты, чтобы прикрепить металлическую часть одного конца провода к отрицательной клемме аккумулятора.
- Пропустите провод между ножками подковообразного магнита.
- Удерживая изолированную часть провода, коснитесь открытым концом провода положительной клеммы аккумулятора. В каком направлении течет электрический ток? Зачем держать изоляцию провода вместо металла? Запишите свои наблюдения.
- Переверните магнит и повторите эксперимент. Что изменится? Запишите свои наблюдения.
Проволока отогнется от полюсов магнита.
Электрические токи всегда создают собственные магнитные поля. Поведение и ток всегда можно описать правилом правой руки . Сделайте знак «большой палец вверх» рукой следующим образом:
Ток будет течь в направлении, указанном большим пальцем, и направление магнитного поля будет описываться направлением пальцев.
Это означает, что при изменении направления тока вы также меняете направление магнитного поля. Ток течет от отрицательного полюса батареи через провод к положительному полюсу батареи. Это может помочь вам определить направление магнитного поля.
Магниты, как и подковообразный магнит, используемый в этом упражнении, имеют два полюса : , южный и северный. Фраза «противоположности притягиваются» применима к магнитам; поэтому взаимодействия север-юг держатся вместе, а взаимодействия север-север и юг-юг отталкивают или отталкивают друг от друга.Поскольку магнитное поле, создаваемое электрическим током в проводе, меняет направление вокруг провода, оно отталкивает оба полюса магнита, отклоняясь от провода. В зависимости от того, какой полюс находится вверху (отметка на вашем магните может сказать вам, где север или юг), провод будет отклоняться от магнита или дальше в сторону буквы «U».
Заявление об отказе от ответственности и меры предосторожностиEducation.com предлагает 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 по образованию.ком ответственность.
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.
Расчет величины силы — Использование магнетизма — Высшее — Шлюз OCR — Редакция GCSE Physics (Single Science) — Шлюз OCR
Для расчета силы, действующей на провод, по которому проходит ток под прямым углом к магнитному полю, используйте уравнение:
сила, действующая на проводник (под прямым углом к магнитному полю), несущий ток = плотность магнитного потока × ток × длина
Это когда:
- сила измеряется в ньютонах (Н)
- плотность магнитного потока (напряженность магнитного поля) измеряется в тесла (Тл)
- ток измеряется в амперах (A)
- длина измеряется в метрах (м)
Пример
2 А течет по 50-сантиметровому проводу.Вычислите силу, действующую на провод, когда он расположен под прямым углом в магнитном поле 0,4 Тл.
Сначала преобразуйте единицы:
50 см = 50 ÷ 100 = 0,5 м
Затем подставьте значения в уравнение:
сила, действующая на проводник, по которому проходит ток = плотность магнитного потока × ток × длина
сила = 0,4 × 2 × 0,5
усилие = 0,4 Н
- Вопрос
По проводе 5,0 см проходит ток 0.75 А. Рассчитайте силу, действующую на провод, когда он помещен под прямым углом в магнитном поле 0,60 Тл.
- Показать ответ
5,0 см = 5 ÷ 100 = 0,050 м
Сила, действующая на проводник, по которому проходит ток = плотность магнитного потока × ток × длина
сила = 0,60 × 0,75 × 0,050
сила = 0,0225 Н
20,1 Магнитные поля, силовые линии и сила
Магниты и намагничивание
Люди знали о магнитах и магнетизме тысячи лет.Самые ранние записи относятся к древним временам, особенно в области Малой Азии под названием Магнезия — название этого региона является источником таких слов, как магнит . Магнитные породы, найденные в Магнезии, которая сейчас является частью западной Турции, вызвали интерес в древние времена. Когда люди впервые обнаружили магнитные породы, они, вероятно, обнаружили, что некоторые части этих пород притягивают куски железа или других магнитных пород сильнее, чем другие части. Эти области называются полюсами магнита.Магнитный полюс — это часть магнита, которая оказывает наибольшую силу на другие магниты или магнитный материал, например, железо. Например, полюса стержневого магнита, показанного на рисунке 20.2, являются местом сосредоточения скрепок.
Рис. 20.2 Стержневой магнит со скрепками, притянутыми к двум полюсам.
Если стержневой магнит подвешен так, что он свободно вращается, один полюс магнита всегда будет поворачиваться на север, а противоположный полюс — на юг. Это открытие привело к созданию компаса, который представляет собой просто небольшой удлиненный магнит, установленный так, чтобы он мог свободно вращаться.Пример компаса показан на рисунке 20.3. Полюс магнита, направленный на север, называется северным полюсом, а противоположный полюс магнита — южным.
Рис. 20.3 Компас — это удлиненный магнит, установленный в устройстве, которое позволяет магниту свободно вращаться.
Открытие того, что один полюс магнита ориентирован на север, а другой — на юг, позволило людям идентифицировать северный и южный полюса любого магнита. Затем было замечено, что северные полюса двух разных магнитов отталкиваются друг от друга, как и южные полюса.И наоборот, северный полюс одного магнита притягивает южный полюс других магнитов. Эта ситуация аналогична ситуации с электрическим зарядом, когда одинаковые заряды отталкиваются, а разные — притягиваются. В магнитах мы просто заменяем заряд на полюс : полюса отталкиваются, а полюса — притягиваются. Это показано на рисунке 20.4, на котором показано, как сила между магнитами зависит от их взаимной ориентации.
Рис. 20.4 В зависимости от их взаимной ориентации полюса магнита будут притягиваться друг к другу или отталкиваться.
Еще раз рассмотрим тот факт, что полюс магнита, направленный на север, называется северным полюсом магнита. Если противоположные полюса притягиваются, то магнитный полюс Земли, который находится близко к географическому Северному полюсу, должен быть магнитным южным полюсом! Точно так же магнитный полюс Земли, который находится близко к географическому Южному полюсу, должен быть магнитным северным полюсом. Эта ситуация изображена на рис. 20.5, на котором Земля представлена как содержащая гигантский внутренний стержневой магнит с южным магнитным полюсом на географическом Северном полюсе и наоборот.Если бы мы каким-то образом подвесили гигантский стержневой магнит в космосе около Земли, то северный полюс космического магнита был бы притянут к южному полюсу внутреннего магнита Земли. По сути, именно это происходит со стрелкой компаса: ее северный магнитный полюс притягивается к южному полюсу внутреннего магнита Земли.
Рис. 20.5. Землю можно представить как содержащую гигантский магнит, проходящий через ее ядро. Южный магнитный полюс магнита Земли находится на географическом Северном полюсе, поэтому северный полюс магнитов притягивается к Северному полюсу, поэтому северный полюс магнитов получил свое название.Точно так же южный полюс магнитов притягивается к географическому Южному полюсу Земли.
Что произойдет, если разрезать стержневой магнит пополам? Вы получаете один магнит с двумя южными полюсами и один магнит с двумя северными полюсами? Ответ отрицательный: каждая половина стержневого магнита имеет северный и южный полюсы. Вы даже можете продолжить разрезать каждую часть стержневого магнита пополам, и вы всегда получите новый, меньший магнит с двумя противоположными полюсами. Как показано на рисунке 20.6, вы можете продолжить этот процесс вплоть до атомного масштаба, и вы обнаружите, что даже самые маленькие частицы, которые ведут себя как магниты, имеют два противоположных полюса.Фактически, ни в одном эксперименте не было обнаружено никаких объектов с одним магнитным полюсом, от мельчайших субатомных частиц, таких как электроны, до самых больших объектов во Вселенной, таких как звезды. Поскольку магниты всегда имеют два полюса, их называют магнитными диполями — di означает два . Ниже мы увидим, что магнитные диполи обладают свойствами, аналогичными электрическим диполям.
Рис. 20.6. Все магниты имеют два противоположных полюса, от самых маленьких, таких как субатомные частицы, до самых больших, таких как звезды.
Часы Physics
Введение в магнетизм
Это видео представляет собой интересное введение в магнетизм и обсуждает, в частности, как электроны вокруг своих атомов вносят вклад в наблюдаемые нами магнитные эффекты.
Проверка захвата
К какому магнитному полюсу Земли притягивается северный полюс стрелки компаса?
- Северный полюс стрелки компаса притягивается к северному магнитному полюсу Земли, который расположен недалеко от географического Северного полюса Земли.
- Северный полюс стрелки компаса притягивается к южному магнитному полюсу Земли, который расположен недалеко от географического Северного полюса Земли.
- Северный полюс стрелки компаса притягивается к северному магнитному полюсу Земли, который расположен недалеко от географического Южного полюса Земли.
- Северный полюс стрелки компаса притягивается к южному магнитному полюсу Земли, который расположен недалеко от географического Южного полюса Земли.
Только некоторые материалы, такие как железо, кобальт, никель и гадолиний, обладают сильными магнитными эффектами.Такие материалы называются ферромагнетиками, после латинского слова ferrum , обозначающего железо. Другие материалы обладают слабыми магнитными эффектами, которые можно обнаружить только с помощью чувствительных инструментов. Ферромагнитные материалы не только сильно реагируют на магниты — так, как железо притягивается к магнитам, — но они также могут намагничиваться сами, то есть их можно вызвать намагничиванием или превратить в постоянные магниты (рис. 20.7). Постоянный магнит — это просто материал, который сохраняет свои магнитные свойства в течение длительного времени даже при воздействии размагничивающих воздействий.
Рис. 20.7 Немагниченный кусок железа помещается между двумя магнитами, нагревается, а затем охлаждается или просто постукивается в холодном состоянии. Утюг становится постоянным магнитом с выровненными полюсами, как показано: его южный полюс примыкает к северному полюсу исходного магнита, а его северный полюс примыкает к южному полюсу исходного магнита. Обратите внимание, что силы притяжения создаются между центральным магнитом и внешними магнитами.
Когда магнит приближается к ранее ненамагниченному ферромагнитному материалу, он вызывает локальное намагничивание материала с противоположными полюсами, расположенными ближе всего, как показано на правой стороне рисунка 20.7. Это вызывает силу притяжения, поэтому немагнитное железо притягивается к магниту.
То, что происходит в микроскопическом масштабе, показано на Рисунке 7 (а). Области внутри материала, называемые доменами, действуют как маленькие стержневые магниты. Внутри доменов выровнены магнитные полюса отдельных атомов. Каждый атом действует как крошечный стержневой магнит. В немагнитном ферромагнитном объекте домены имеют небольшие размеры и ориентированы случайным образом. В ответ на внешнее магнитное поле домены могут вырасти до миллиметра, выравниваясь, как показано на рисунке 7 (b).Это индуцированное намагничивание можно сделать постоянным, если материал нагреть, а затем охладить, или просто постучать в присутствии других магнитов.
Рис. 20.8 (a) Немагниченный кусок железа или другого ферромагнитного материала имеет произвольно ориентированные домены. (b) При намагничивании внешним магнитом домены демонстрируют большее выравнивание, и некоторые из них растут за счет других. Отдельные атомы выровнены внутри доменов; каждый атом действует как крошечный стержневой магнит.
И наоборот, постоянный магнит можно размагнитить сильными ударами или нагреванием в отсутствие другого магнита.Повышенное тепловое движение при более высокой температуре может нарушить и изменить ориентацию и размер доменов. Для ферромагнитных материалов существует четко определенная температура, называемая температурой Кюри, выше которой они не могут намагничиваться. Температура Кюри для железа составляет 1043 К (770 ° C ° C), что намного выше комнатной температуры. Есть несколько элементов и сплавов, которые имеют температуру Кюри намного ниже комнатной температуры и являются ферромагнитными только ниже этих температур.
Snap Lab
Магниты на холодильник
Мы знаем, что подобные магнитные полюса отталкиваются, а разные полюса притягиваются. Посмотрим, сможете ли вы показать это на примере двух магнитов на холодильник. Прилипнут ли магниты, если их перевернуть? Почему они вообще прилепляются к дверце холодильника? Что вы можете сказать о магнитных свойствах дверцы холодильника возле магнита? Магниты на холодильник прилипают к металлическим или пластиковым ложкам? Прилипают ли они ко всем типам металла?
Проверка захвата
У вас есть один магнит с обозначенными северным и южным полюсами.Как вы можете использовать этот магнит для определения северного и южного полюсов других магнитов?
- Если северный полюс известного магнита отталкивается полюсом неизвестного магнита при приближении их, этот полюс неизвестного магнита является его северным полюсом; в противном случае это его южный полюс.
- Если северный полюс известного магнита притягивается к полюсу неизвестного магнита при приближении их, этот полюс неизвестного магнита является его северным полюсом; в противном случае это его южный полюс.
Leave A Comment