Задачи по физике 11 класс сила ампера сила лоренца: Решение задач по физике в 11 классе «Сила Ампера. Сила Лоренца»

ГДЗ по физике за 10-11 класс к задачнику «Физика. 10-11 класс. Пособие для учебных заведений» Рымкевич А.П.ГЛАВА IX. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ. 39. Магнитное поле тока. Магнитная индукция. Магнитный поток. Закон Ампера. Сила Лоренца. Магнитные свойства веществ

Решебники и ГДЗ

Начните вводить часть условия (например, могут ли, чему равен или найти):

ГЛАВА IX. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ. 39. Магнитное поле тока. Магнитная индукция. Магнитный поток. Закон Ампера. Сила Лоренца. Магнитные свойства веществ

• № 821. В каком направлении повернется магнитная стрелка в контуре с током, как показано на рисунке 89?
• № 822. Обозначить полюсы источника тока, питающего соленоид, чтобы наблюдалось указанное на рисунке 90 взаимодействие.
• № 823. Максимальный вращающий момент, действующий на рамку площадью 1 см2, находящуюся в магнитном поле, равен 2 мкН ⋅ м. Сила тока в рамке 0,5 А. Найти индукцию магнитного поля.
• № 824. Рамка площадью 400 см2 помещена в однородное магнитное поле индукцией 0,1 Тл так, что нормаль к рамке перпендикулярна линиям индукции. При какой силе тока на рамку будет действовать вращающий момент 20 мН ⋅ м?
• № 825. Плоская прямоугольная катушка из 200 витков со сторонами 10 и 5 см находится в однородном магнитном поле индукцией 0,05 Тл. Какой максимальный вращающий момент может действовать на катушку в этом поле, если сила тока в катушке 2 А?
• № 826. Из проволоки длиной 8 см сделаны контуры: а) квадратный; б) круговой. Найти максимальный вращающий момент, действующий на каждый контур, помещенный в магнитное поле индукцией 0,2 Тл при силе тока в контуре 4 А.
• № 827. Магнитный поток внутри контура, площадь поперечного сечения которого 60 см2, равен 0,3 мВб. Найти индукцию поля внутри контура. Поле считать однородным и перпендикулярным плоскости проводника.
• № 828. Какой магнитный поток пронизывает плоскую поверхность площадью 50 см2 при индукции поля 0,4 Тл, если эта поверхность: а) перпендикулярна вектору индукции поля; б) расположена под углом 45° к вектору индукции; в) расположена под углом 30° к вектору
• № 829. На рисунке 91 представлены различные случаи взаимодействия магнитного поля с током. Сформулировать задачу для каждого из приведенных случаев и решить ее.
• № 830. Какова индукция магнитного поля, в котором на проводник с длиной активной части 5 см действует сила 50 мН? Сила тока в проводнике 25 А. Проводник расположен перпендикулярно вектору индукции магнитного поля.
• № 831. С какой силой действует магнитное поле индукцией 10 мТл на проводник, в котором сила тока 50 А, если длина активной части проводника 0,1 м? Линии индукции поля и ток взаимно перпендикулярны.
• № 832. Сила тока в горизонтально расположенном проводнике длиной 20 см и массой 4 г равна 10 А. Найти индукцию (модуль и направление) магнитного поля, в которое нужно поместить проводник, чтобы сила тяжести уравновесилась силой Ампера.
• № 833. Проводник ab, длина которого l и масса m, подвешен на тонких проволочках. При прохождении по нему тока I он отклонился в однородном магнитном поле (рис. 92) так, что нити образовали угол α с вертикалью. Какова индукция магнитного поля?
• № 834. В проводнике с длиной активной части 8 см сила тока равна 50 А. Он находится в однородном магнитном поле индукцией 20 мТл. Какую работу совершил источник тока, если проводник переместился на 10 см перпендикулярно линиям индукции?
• № 835. В какую сторону сместится под действием магнитного поля электронный луч в вакуумной трубке, изображенной на рисунке 93?
• № 836. Если к точкам С и D (рис. 94) тонкого металлического листа, по которому проходит электрический ток, подключить чувствительный гальванометр, то в случае наличия магнитного поля (направление линий магнитной индукции показано на рисунке) он покажет во
• № 837. Какая сила действует на протон, движущийся со скоростью 10 Мм/с в магнитном поле индукцией 0,2 Тл перпендикулярно линиям индукции?
• № 838. В направлении, перпендикулярном линиям индукции, влетает в магнитное поле электрон со скоростью 10 Мм/с. Найти индукцию поля, если электрон описал в поле окружность радиусом 1 см.
• № 839. Протон в магнитном поле индукцией 0,01 Тл описал окружность радиусом 10 см. Найти скорость протона.
• № 840. В однородное магнитное поле индукцией В = 10 мТл перпендикулярно линиям индукции влетает электрон с кинетической энергией WK = 30 кэВ. Каков радиус кривизны траектории движения электрона в поле?
• № 841. Протон и α-частица1 влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции. Сравнить радиусы окружностей, которые описывают частицы, если у них одинаковы: а) скорости; б) энергии.
• № 842. Электрон движется в однородном магнитном поле индукцией В = 4 мТл. Найти период Т обращения электрона.
• № 843. Линии напряженности однородного электрического поля и линии индукции однородного магнитного поля взаимно перпендикулярны. Напряженность электрического поля 1 кВ/м, а индукция магнитного поля 1 мТл. Какими должны быть направление и модуль скорости э
• № 844*. В масс-спектрографе (рис. 95) заряженные частицы ускоряются на участке KL электрическим полем и, попав в магнитное поле индукцией Б, описывают окружность радиусом R. Вывести формулу для расчета удельного заряда частицы q/m, если ускоряющее напряже
• № 845
• № 846. По графику (рис. 96) определить магнитную проницаемость стали при индукции В0 намагничивающего поля 0,4 и 1,2 мТл.
• № 847. Во сколько раз изменится магнитный поток, если чугунный сердечник в соленоиде заменить стальным таких же размеров? Индукция намагничивающего поля В0 = 2,2 мТл. Использовать рисунок 96.
• № 848. Внутри соленоида без сердечника индукция поля B₀ = 2мТл. Каким станет магнитный поток, если в соленоид ввести чугунный сердечник площадью поперечного сечения 100 см ²? Использовать рисунок
• № 855(н). Электрон, влетающий в однородное магнитное поле под углом 60° к направлению поля, движется по винтовой линии радиусом 5 см с периодом обращения 60 мкс. Какова скорость электрона, индукция магнитного поля и шаг винтовой линии?
• № 858(н). Сила тока в медной ленте I = 50 А. Направление тока перпендикулярно сечению пластинки. Ленту помещают в однородное магнитное поле индукцией В = 2 Тл, направленной так, как показано на рисунке 97. Определить напряженность электрического поля, воз

Конспект урока по физике

Люгаева Алевтина Сергеевна

Преподаватель физики, астрономии, естествознания и общепрофессиональных дисциплин

ГАПОУ МО «Оленегорский горнопромышленный колледж»

г. Оленегорск Мурманской области

КОНСПЕКТ УРОКА

Тема урока: Решение задач: «Сила Ампера. Сила Лоренца».

Конспект урока рассчитан на 2 академических (учебных) часа.

Презентация к уроку: Сила Ампера. Сила Лоренца.
PPTX / 2.36 Мб

Дидактическая цель: создать условия для совершенствования знаний, умений, навыков.

Цель урока: совершенствовать навыки решения задач на применение силы Ампера и силы Лоренца; закрепить знание силы Ампера и силы Лоренца при решении задач; проверить уровень знаний, полученных при изучении данной темы.

Задачи урока:

Образовательные:

Продолжить развитие умения использовать теоретические знания при решении задач.

Продолжить формировать обобщенное умение решать задачи.

Сформировать умение решать задачи с использованием формул для расчета силы Ампера и силы Лоренца.

Проконтролировать степень усвоения знаний, умений и навыков по данной теме.

Развивающие:

Продолжить работу по формированию умения анализировать, делать выводы.

Воспитательные:

Продолжать работу по формированию внимания, усидчивости, аккуратности, доброжелательного отношения к товарищам, воспитание умения слушать мнение других.

— Совершенствовать навыки самостоятельной работы.

Личностные:

Способствовать саморазвитию и самообразованию учащихся на основе мотивации к обучению и познанию.

Формировать целостную картину мира.

Формировать осознанное, уважительное и доброжелательное отношение к другому человеку, его мнению.

Формировать умение контролировать процесс и результат деятельности (в частности, за счет рефлексии).

Метапредметные:

Использовать основные интеллектуальные операций: постановка задачи, формулирование гипотез, анализа и синтеза, сравнения, обобщения, систематизации, выявления причинно-следственных связей, поиска аналогов, формулирования выводов для решения задач.

Организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками.

Создавать, применять и преобразовывать знаково-символические средства для решения задач.

Самостоятельно планировать пути достижения целей

Предметные:

Владеть правилом левой руки, понятием Силы Ампера, Силы Лоренца.

Формировать умения решать задачи на тему «Сила Ампера. Сила Лоренца».

Использовать приобретенные знания в повседневной деятельности.

Формируемые УУД:

Личностные: Формирование мотивации изучения физики; стремление к самомовершенствованию; стремление к совершенствованию собственной речевой культуры в целом; развитие таких качеств как целеустремленность и инициативность.

Регулятивные: осуществление регулятивных действий самонаблюдения, самоконроля, самооценки в процессе коммуникативной и самостоятельной деятельности на уроке физики.

Познавательные: построение логических рассуждения, включающих анализ, синтез, установление причинно-следственныз связей, рефлексию.

Коммуникативные: планирование учебного сотрудничества, формулировка собственного мнения и позиции; способность аргументировать и координировать собственную позицию с позициями партнеров в сотрудничестве при выработке общего решения в совместной деятельности; умение задавать вопросы; адекватно использовать речевые средства для решения различных коммуникативных задач.

Тип урока: урок совершенствования знаний, умений и навыков.

Оборудование, материалы: проектор, компьютер, экран, доска, Касьянов В.А. Учебник Физика 11 класс, Степанова Г.Н.Сборник задач по физике, Рымкевич А.П.Задачник по физике.

Методы обучения: словесный, репродуктивный, проблемный (решение задач), частично-поисковый, эвристическая беседа.

Формы обучения: фронтальная, индивидуальная.

Методы контроля: письменный, устный.

Межпредметные связи: математика.

Методическое и дидактическое сопровождение урока:

— Презентация в Microsoft Power Point;

— Видеоролики на тему «Опыт Ампера», «Правило левой руки», «Электродвигатель».

— Компьютер, экран, мультимедиапроектор;

— Касьянов В.А. Учебник Физика 11 класс, Степанова Г. Н.Сборник задач по физике, Рымкевич А.П.Задачник по физике.;

— Раздаточный дидактический материал (конспект урока) для студентов.

СТРУКТУРА УРОКА

№ П/П	Этапы урока	Время (мин)	Задачи этапа	Деятельность		Метод	Организационная форма
				преподавателя	обучающихся
1	Организационный этап	1	Проверить готовность к уроку	Приветствие. Проверка готовности обучающихся к работе	Проверяют готовность своего рабочего места	Информационный	Индивидуальная
2	Этап подготовки обучающихся к активному и сознательному усвоению знаний (целепологание и мотивация)	5	Подготовить к закреплению материала	В ходе беседы помогает сформулировать тему и цель занятия. Помогает сформулировать план занятия.	Отвечают на вопросы, определяют тему и цель занятия, и как может быть построено занятие	Словесный	Фронтальная
3	Актуализация знаний и умений	15	Повторить основные понятия и формулы	Предлагает ответить на вопросы	Отвечают на вопросы преподавателя. Вспоминают основные понятия и формулы по данной теме	Словесный (с использованием мультимедийной презентации)	Фронтальная
4	Этап решения типовых задач по теме: «Сила Ампера. Сила Лоренца».	32	Отработать умения решать задачи по данной теме	Организует работу обучающихся по решению задач и контролирует ход ее решения и результат	Совместное и самостоятельное решение задач по данной теме	Практический	Индивидуальная и фронтальная
5	Творческое применение и добывание знаний в новой ситуации	32	Отработать умения решать задачи по данной теме	Организует самостоятельную работу обучающихся по решению задач и контролирует	Самостоятельное решение задач по данной теме	Практический	Индивидуальная
6	Этап информации обучающихся о домашнем задании	2	Разъяснить методику выполнения домашнего задания	Задает домашнее задание	Определяют для себя уровень домашнего задания	Информационный	Индивидуальная
7	Рефлексия, подведение итогов занятий	3	Осознать и оценить уровень сформированности навыков решения задач	Организует обсуждение, оценивает степень выполнения решения задач, анализирует итоги урока	Дают оценку результатов своей работы. Анализируют затруднения при решении задач	Анализ	Индивидуальная

Ход урока:

1. Организационный момент. Приветствие. Проверка готовности обучающихся к работе

2. Этап подготовки обучающихся к активному и сознательному усвоению знаний (целепологание и мотивация) В ходе беседы помогает сформулировать тему и цель занятия. Помогает сформулировать план занятия.

3. Актуализация знаний:

Вокруг чего существует магнитное поле?

Чем характеризуется магнитное поле?

Что такое вектор магнитной индукции? Какой буквой обозначается? В каких единицах измеряется?

Сформулируйте правило буравчика?

Что такое линии магнитной индукции? Они всегда замкнуты или разомкнуты? Откуда выходят и куда входят линии магнитной индукции?

Что такое сила Ампера?

Сформулируйте закон Ампера? Формула? Как называется каждая буква в законе и в каких единицах измеряется?

Сформулируйте правило левой руки для проводника с током?

Что такое сила Лоренца? Формула? Как называется каждая буква в законе и в каких единицах измеряется?

Сформулируйте правило левой руки для заряженной частицы?

Какими формулами описывается движение частицы в магнитном поле по окружности? Из каких законов они выводятся?

4. Формирование умений.

Решение задач:

Рымкевич А.П.Задачник № 840, 841, 842

Касьянов В.А. Учебник. Физика 11 класс Стр.85 № 1,2

Вопросы к видеофильмам:

1. Опыт Ампера. https://www.youtube.com/watch?v=5HKE5TWF7nk

Описать установку действия магнитного поля на рамку с током?

Когда рамка отклоняется от положения равновесия?

Когда выталкивается рамка?

Причина отклонения рамки?

Как влияет сила тока в рамке на ее отклонение?

2.Правило левой руки. https://www.youtube.com/watch?v=ZNz5nhBKaGY

Сходство и различия правила левой руки, описанного в учебнике и описанного в видеофильме?

Когда сила Ампера не действует на проводник с током?

3. Электродвигатель. https://www.youtube.com/watch?v=rzOD8Mwlqm8

Какой закон применяется в электродвигателе?

5. Самостоятельная работа:

Степанова Г.Н.Сборник задач по физике

1 вариант № 1083, 1100, 1098, 1079, 1078 (1,3,5,7)

2 вариант № 1097, 1102, 1099, 1080, 1078 (2,4,6,8)

6. Этап информации обучающегося о домашнем задании.

Ваше домашнее задание: решить к следующему занятию контрольную работу по теме «Сила Ампера. Сила Лоренца».

7. Подведение итогов урока. Анализ результатов. Рефлексия учащихся.

Поднимите руки кто решил 5 задач? Кто 4? Кто 3? (5 задач – оценка 5, 4 задачи – оценка 4, 3 задачи – оценка 3).

Что вам более всего удалось, какие моменты были выполнены наиболее успешно?

Перечислите в порядке убывания основные трудности, которые вы испытывали во время самостоятельной работы. Как вы их преодолевали?

Какая сегодня была тема урока?

Какая сегодня была цель урока?

Заполните карточку:

Сила Ампера / Сила Лоренца

Рисунок 1: Установка для демонстрации силы Ампера

Алюминиевый стержень подвешен между полюсами большого магнита. Если ток через стержень отсутствует, он свободно качается. Когда по стержню течет ток, возникает сила, которая толкает или тянет стержень в зависимости от направления тока. Это показано на рисунке 1 выше.

Оснащение:

• Двойной рубильник
• Алюминиевый стержень
• Провода с открытой медной нитью (для намотки на стержень)
• Гигантский подковообразный магнит
• Комплект из двух стержней/подставок с еще одним поддерживающим стержнем/зажимами
• Источник питания постоянного тока Fisher Scientific
• Банановые шнуры (4)
• Резиновые хомуты
• Видеокамера

Рис. 2. Схема силы Ампера

Демонстрация:

1. Расположите алюминиевый стержень так, чтобы он был подвешен посередине магнита (не касаясь его сторон). Северный и южный полюса магнита помечены, чтобы помочь определить направление магнитного поля.
2. С рубильником прямо вверх (режим напряжения) подсоедините кабели типа «банан» в соответствии со схемой на рис. 2 выше.
3. Подсоедините два одинарных штекера типа «банан» по обеим сторонам рубильника к источнику питания.
4. Дважды проверьте, что ручка тока на PS установлена ​​на ноль, затем включите PS.
5. Увеличьте напряжение примерно до 10 В.
6. Поверните рубильник вправо или влево (текущий режим) и включите ток. Стержень будет качаться либо внутрь, либо наружу магнита, в зависимости от направления.
7. Чтобы изменить направление качания стержня, поверните ток до нуля, переведите рубильник в противоположную сторону и снова включите ток.

Объяснение:

Предпосылка этой демонстрации состоит в том, чтобы показать, как проводник с током, помещенный в магнитное поле, будет испытывать силу, известную как сила Лоренца (где электрическое поле равно 0). Это показано в уравнении ниже:

F — магнитная сила, действующая на провод, I — сила тока, L — длина провода с током, B — внешнее магнитное поле.

Магнитное поле, создаваемое подковообразным магнитом, представляет собой постоянное магнитное поле, линии магнитного поля которого показаны ниже на рисунке 3.

Рисунок 3: Магнитное поле подковообразного магнита (Подковообразный магнит. (2018, декабрь) 30. https://en.wikipedia.org/wiki/Horseshoe_magnet)

Проволока помещается между концами магнита, где мы приближаемся к однородному магнитному полю. магнитное поле может быть направлено либо вверх, либо вниз. Провод устроен таким образом, что ток будет течь либо влево, либо вправо, если вы смотрите на демонстрацию. Схема этой демонстрации показана на рисунке 1.

Как только начинает течь ток, на провод с током действует сила, так как он погружен в магнитное поле. Направление этой силы определяется силой Лоренца, которая определяет, как движущийся заряд во внешнем магнитном поле будет испытывать силу. Это уравнение приведено выше. На рис. 4 ниже показан получившийся эффект.

Рисунок 4: Влияние изменения направления тока на алюминиевый стержень провод направлен в сторону от магнита, и мы используем наше предположение, что магнитное поле направлено вверх. Используя перекрестное произведение в уравнении Лоренца, мы можем понять, что ток в проводе движется слева направо, как показано на рис. 4.9.0003

На нижнем рисунке рисунка 4 мы видим, что сила Лоренца, действующая на провод, направлена ​​на магнит. Опять же, мы предполагаем, что магнитное поле направлено вверх. Используя перекрестное произведение в уравнении Лоренца, мы можем вычислить, что ток в проводе движется справа налево относительно рисунка 4.

Теперь, если мы предположим, что магнитное поле направлено вниз, мы могли бы использовать те же рассуждения выше, чтобы обнаружить, что направление тока в проводе изменится. Чтобы увидеть это, давайте начнем с верхнего рисунка на рис. 4. Предположим, что магнитное поле направлено вниз, а на провод действует сила, которая отталкивает его от магнита. По RHR мы определяем, что ток течет справа налево относительно рисунка 4. На нижнем рисунке рисунка 4 мы сохраняем допущение, что магнитное поле направлено вниз, но теперь на провод действует сила, которая тянет провод внутри магнита. Таким образом, RHR говорит нам, что ток течет по проводу слева направо, как показано на рис. 4.

Примечания:

• Перед переключением рубильника лучше отключить ток, чтобы избежать резкого резкого изменения тока
• Остерегайтесь плохих контактов рубильника!
• Магнит ОЧЕНЬ СИЛЬНЫЙ, поэтому будьте осторожны с металлическими предметами.

Автор: Ryan Dudschus

Сила между двумя параллельными проводниками с током

Движущиеся заряды создают электрическое поле, а скорость потока зарядов называется током. Это основная концепция электростатики. Магнитный эффект электрического тока — другое важное явление, связанное с движущимися электрическими зарядами. Магнетизм возникает из-за протекания тока. Магнитные поля воздействуют на движущиеся заряды и в то же время на другие магниты, все из которых имеют движущиеся заряды. Когда заряды неподвижны, их магнитное поле не влияет на магнит, но когда заряды движутся, они создают магнитные поля, которые воздействуют на другие магниты.

Магнетизм создается движением зарядов вокруг проводника. Магнетизм часто представляет собой свойство, проявляемое магнитами и вызываемое движущимися зарядами, которые заставляют объекты тянуться или отталкиваться.

Сила в магнитном поле

Движение зарядов создает магнитное поле, и магнитная сила, действующая в этом поле, называется силой, создаваемой магнитным полем. Фундаментальное свойство материи, которое позволяет ей производить и испытывать электрические и магнитные эффекты, называется зарядом. Магнитное поле магнита — это определенная область в пространстве, где магнит оказывает свое магнитное воздействие. Предположим, что существует точечный заряд q, который присутствует в магнитном поле B (r) и электрическом поле E (r) и что он движется со скоростью v, находясь в точке r в определенный момент времени t. Сила, с которой они оба действуют на электрический заряд q, может быть выражена как

F = q [E(r) + v × B(r)] = F _{Электрический} + F _{Магнитный}

Эта формула была сформулирована H. A. Лоренца для силы, обусловленной электрическим полем, на основе обширных опытов Ампера и других. Ее также называют силой Лоренца.

Сила между двумя параллельными проводниками с током

Магнитное поле создается проводником с током. На другой проводник с током действует сила внешнего магнитного поля. Следовательно, мы можем сказать, что любые два проводника с током будут оказывать магнитное воздействие друг на друга, когда они расположены близко друг к другу.

Подробнее: Магнитное поле, создаваемое проводником с током

Силы между двумя параллельными токами бывают двух типов:

• Притяжение: Когда ток течет в одном направлении по обоим проводам, возникает сила притяжения .
• Отталкивающая: Когда ток течет в противоположном направлении по обоим проводам, возникает сила отталкивания.

Рассмотрим два параллельных токоведущих провода, разделенных расстоянием «d», так что по одному из проводов течет ток I ₁ а другой несет I ₂ . Из предыдущих исследований мы можем сказать, что провод 2 испытывает одинаковое магнитное поле в каждой точке своей длины из-за провода 1. Используя правило большого пальца правой руки, мы можем определить направление магнитной силы.

Величина поля, создаваемого первым проводником, может быть рассчитана с использованием закона Ампера о цепях: провода 2 из-за провода 1 можно задать как,

F ₂₁ = I ₂ LB ₁ = (μ ₀ I ₁ I ₂ / 2πd) L

Ответ: 

Магнитное поле или магнитная индукция этого материала или этого тока — это область или пространство вокруг проводника с током/движущегося электрического заряда или вокруг магнитного объекта, в котором сила магнетизма может быть ощущается другими магнитными материалами.