Электромагнетизм егэ теория - Помощь в подготовке к экзаменам и поступлению

Основные теоретические сведения
- Сила Ампера
- Сила Лоренца
- Теория о магнитном поле
- Магнитный поток. Электромагнитная индукция
- Движение проводника в магнитном поле
- Индуктивность. Самоиндукция. Энергия магнитного поля
- Правило Ленца

Основные теоретические сведения

Сила Ампера

К оглавлению…

Заряженные тела способны создавать кроме электрического еще один вид поля. Если заряды движутся, то в пространстве вокруг них создается особый вид материи, называемый магнитным полем. Следовательно, электрический ток, представляющий собой упорядоченное движение зарядов, тоже создает магнитное поле. Как и электрическое поле, магнитное поле не ограничено в пространстве, распространяется очень быстро, но все же с конечной скоростью. Его можно обнаружить только по действию на движущиеся заряженные тела (и, как следствие, токи).

Для описания магнитного поля необходимо ввести силовую характеристику поля, аналогичную вектору напряженности E электрического поля. Такой характеристикой является вектор B магнитной индукции. В системе единиц СИ за единицу магнитной индукции принят 1 Тесла (Тл). Если в магнитное поле с индукцией B поместить проводник длиной l с током I, то на него будет действовать сила, называемая силой Ампера, которая вычисляется по формуле:

где: В – индукция магнитного поля, I – сила тока в проводнике, l – его длина. Сила Ампера направлена перпендикулярно вектору магнитной индукции и направлению тока, текущего по проводнику.

Для определения направления силы Ампера обычно используют правило «Левой руки»: если расположить левую руку так, чтобы линии индукции входили в ладонь, а вытянутые пальцы были направлены вдоль тока, то отведенный большой палец укажет направление силы Ампера, действующей на проводник (см. рисунок).

Если угол α между направлениями вектора магнитной индукции и тока в проводнике отличен от 90°, то для определения направления силы Ампера надо взять составляющую магнитного поля, которая перпендикулярна направлению тока. Решать задачи этой темы нужно так же как и в динамике или статике, т.е. расписав силы по осям координат или складывая силы по правилам сложения векторов.

Момент сил, действующих на рамку с током

Пусть рамка с током находится в магнитном поле, причём плоскость рамки перпендикулярна полю. Силы Ампера будут сжимать рамку, а их равнодействующая будет равна нулю. Если поменять направление тока, то силы Ампера поменяют своё направление, и рамка будет не сжиматься, а растягиваться. Если линии магнитной индукции лежат в плоскости рамки, то возникает вращательный момент сил Ампера. Вращательный момент сил Ампера равен:

где: S — площадь рамки, α — угол между нормалью к рамке и вектором магнитной индукции (нормаль — вектор, перпендикулярный плоскости рамки), N – количество витков, B – индукция магнитного поля, I – сила тока в рамке.

Сила Лоренца

К оглавлению…

Сила Ампера, действующая на отрезок проводника длиной Δl с силой тока I, находящийся в магнитном поле B может быть выражена через силы, действующие на отдельные носители заряда. Эти силы называют силами Лоренца. Сила Лоренца, действующая на частицу с зарядом q в магнитном поле B, двигающуюся со скоростью v, вычисляется по следующей формуле:

Угол α в этом выражении равен углу между скоростью и вектором магнитной индукции. Направление силы Лоренца, действующей на положительно заряженную частицу, так же, как и направление силы Ампера, может быть найдено по правилу левой руки или по правилу буравчика (как и сила Ампера). Вектор магнитной индукции нужно мысленно воткнуть в ладонь левой руки, четыре сомкнутых пальца направить по скорости движения заряженной частицы, а отогнутый большой палец покажет направление силы Лоренца. Если частица имеет отрицательный заряд, то направление силы Лоренца, найденное по правилу левой руки, надо будет заменить на противоположное.

Сила Лоренца направлена перпендикулярно векторам скорости и индукции магнитного поля. При движении заряженной частицы в магнитном поле сила Лоренца работы не совершает. Поэтому модуль вектора скорости при движении частицы не изменяется. Если заряженная частица движется в однородном магнитном поле под действием силы Лоренца, а ее скорость лежит в плоскости, перпендикулярной вектору индукции магнитного поля, то частица будет двигаться по окружности, радиус которой можно вычислить по следующей формуле:

Сила Лоренца в этом случае играет роль центростремительной силы. Период обращения частицы в однородном магнитном поле равен:

Последнее выражение показывает, что для заряженных частиц заданной массы m период обращения (а значит и частота, и угловая скорость) не зависит от скорости (следовательно, и от кинетической энергии) и радиуса траектории R.

Теория о магнитном поле

К оглавлению…

Магнитное взаимодействие токов

Если по двум параллельным проводам идёт ток в одном направлении, то они притягиваются; если в противоположных направлениях, то отталкиваются. Закономерности этого явления были экспериментально установлены Ампером. Взаимодействие токов вызывается их магнитными полями: магнитное поле одного тока действует силой Ампера на другой ток и наоборот. Опыты показали, что модуль силы, действующей на отрезок длиной Δl каждого из проводников, прямо пропорционален силам тока I₁ и I₂ в проводниках, длине отрезка Δl и обратно пропорционален расстоянию R между ними:

где: μ₀ – постоянная величина, которую называют магнитной постоянной. Введение магнитной постоянной в СИ упрощает запись ряда формул. Ее численное значение равно:

μ₀ = 4π·10^–7 H/A² ≈ 1,26·10^–6 H/A².

Сравнивая приведенное только что выражение для силы взаимодействия двух проводников с током и выражение для силы Ампера нетрудно получить выражение для индукции магнитного поля создаваемого каждым из прямолинейных проводников с током на расстоянии R от него:

где: μ – магнитная проницаемость вещества (об этом чуть ниже). Если ток протекает по круговому витку, то в центре витка индукция магнитного поля определяется по формуле:

Силовыми линиями магнитного поля называют линии, по касательным к которым располагаются магнитные стрелки. Магнитной стрелкой называют длинный и тонкий магнит, его полюса точечны. Подвешенная на нити магнитная стрелка всегда поворачивается в одну сторону. При этом один её конец направлен в сторону севера, второй — на юг. Отсюда название полюсов: северный (N) и южный (S). Магниты всегда имеют два полюса: северный (обозначается синим цветом или буквой N) и южный (красным цветом или буквой S). Магниты взаимодействуют так же, как и заряды: одноименные полюса отталкиваются, а разноименные – притягиваются. Невозможно получить магнит с одним полюсом. Даже если магнит разломать, то у каждой части будет по два разных полюса.

Вектор магнитной индукции

Вектор магнитной индукции — векторная физическая величина, являющаяся характеристикой магнитного поля, численно равная силе, действующей на элемент тока в 1 А и длиной 1 м, если направление силовой линии перпендикулярно проводнику. Обозначается В, единица измерения — 1 Тесла. 1 Тл — очень большая величина, поэтому в реальных магнитных полях магнитную индукцию измеряют в мТл.

Вектор магнитной индукции направлен по касательной к силовым линиям, т.е. совпадает с направлением северного полюса магнитной стрелки, помещённой в данное магнитное поле. Направление вектора магнитной индукции не совпадает с направлением силы, действующей на проводник, поэтому силовые линии магнитного поля, строго говоря, силовыми не являются.

Силовая линия магнитного поля постоянных магнитов направлена по отношению к самим магнитам так, как показано на рисунке:

В случае магнитного поля электрического тока для определения направления силовых линий используют правило «Правой руки»: если взять проводник в правую руку так, чтобы большой палец был направлен по току, то четыре пальца, обхватывающие проводник, показывают направление силовых линий вокруг проводника:

В случае прямого тока линии магнитной индукции — окружности, плоскости которых перпендикулярны току. Вектора магнитной индукции направлены по касательной к окружности.

Соленоид — намотанный на цилиндрическую поверхность проводник, по которому течёт электрический ток I. Магнитное поле соленоида подобно полю прямого постоянного магнита. Внутри соленоида длиной l и количеством витков N создается однородное магнитное поле с индукцией (его направление также определяется правилом правой руки):

Линии магнитного поля имеют вид замкнутых линий — это общее свойство всех магнитных линий. Такое поле называют вихревым. В случае постоянных магнитов линии не оканчиваются на поверхности, а проникают внутрь магнита и замыкаются внутри. Это различие электрического и магнитного полей объясняется тем, что, в отличие от электрических, магнитных зарядов не существует.

Магнитные свойства вещества

Все вещества обладают магнитными свойствами. Магнитные свойства вещества характеризуются относительной магнитной проницаемостью μ, для которой верно следующее:

Данная формула выражает соответствие вектора магнитной индукции поля в вакууме и в данной среде. В отличие от электрического, при магнитном взаимодействии в среде можно наблюдать и усиление, и ослабление взаимодействия по сравнению с вакуумом, у которого магнитная проницаемость μ = 1. У диамагнетиков магнитная проницаемость μ немного меньше единицы. Примеры: вода, азот, серебро, медь, золото. Эти вещества несколько ослабляют магнитное поле. Парамагнетики — кислород, платина, магний — несколько усиливают поле, имея μ немного больше единицы. У ферромагнетиков — железо, никель, кобальт — μ >> 1. Например, у железа μ ≈ 25000.

Магнитный поток. Электромагнитная индукция

К оглавлению…

Явление электромагнитной индукции было открыто выдающимся английским физиком М.Фарадеем в 1831 году. Оно заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении во времени магнитного потока, пронизывающего контур. Магнитным потоком Φ через площадь S контура называют величину:

где: B – модуль вектора магнитной индукции, α – угол между вектором магнитной индукции B и нормалью (перпендикуляром) к плоскости контура, S – площадь контура, N – количество витком в контуре. Единица магнитного потока в системе СИ называется Вебером (Вб).

Фарадей экспериментально установил, что при изменении магнитного потока в проводящем контуре возникает ЭДС индукции ε_инд, равная скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, взятой со знаком минус:

Изменение магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур, может происходить по двум возможным причинам.

Магнитный поток изменяется вследствие перемещения контура или его частей в постоянном во времени магнитном поле. Это случай, когда проводники, а вместе с ними и свободные носители заряда, движутся в магнитном поле. Возникновение ЭДС индукции объясняется действием силы Лоренца на свободные заряды в движущихся проводниках. Сила Лоренца играет в этом случае роль сторонней силы.
Вторая причина изменения магнитного потока, пронизывающего контур, – изменение во времени магнитного поля при неподвижном контуре.

При решении задач важно сразу определить за счет чего меняется магнитный поток. Возможно три варианта:

Меняется магнитное поле.
Меняется площадь контура.
Меняется ориентация рамки относительно поля.

При этом при решении задач обычно считают ЭДС по модулю. Обратим внимание также внимание на один частный случай, в котором происходит явление электромагнитной индукции. Итак, максимальное значение ЭДС индукции в контуре состоящем из N витков, площадью S, вращающемся с угловой скоростью ω в магнитном поле с индукцией В:

Движение проводника в магнитном поле

К оглавлению…

При движении проводника длиной l в магнитном поле B со скоростью v на его концах возникает разность потенциалов, вызванная действием силы Лоренца на свободные электроны в проводнике. Эту разность потенциалов (строго говоря, ЭДС) находят по формуле:

где: α — угол, который измеряется между направлением скорости и вектора магнитной индукции. В неподвижных частях контура ЭДС не возникает.

Если стержень длиной L вращается в магнитном поле В вокруг одного из своих концов с угловой скоростью ω, то на его концах возникнет разность потенциалов (ЭДС), которую можно рассчитать по формуле:

Индуктивность. Самоиндукция. Энергия магнитного поля

К оглавлению…

Самоиндукция является важным частным случаем электромагнитной индукции, когда изменяющийся магнитный поток, вызывающий ЭДС индукции, создается током в самом контуре. Если ток в рассматриваемом контуре по каким-то причинам изменяется, то изменяется и магнитное поле этого тока, а, следовательно, и собственный магнитный поток, пронизывающий контур. В контуре возникает ЭДС самоиндукции, которая согласно правилу Ленца препятствует изменению тока в контуре. Собственный магнитный поток Φ, пронизывающий контур или катушку с током, пропорционален силе тока I:

Коэффициент пропорциональности L в этой формуле называется коэффициентом самоиндукции или индуктивностью катушки. Единица индуктивности в СИ называется Генри (Гн).

Запомните: индуктивность контура не зависит ни от магнитного потока, ни от силы тока в нем, а определяется только формой и размерами контура, а также свойствами окружающей среды. Поэтому при изменении силы тока в контуре индуктивность остается неизменной. Индуктивность катушки можно рассчитать по формуле:

где: n — концентрация витков на единицу длины катушки:

ЭДС самоиндукции, возникающая в катушке с постоянным значением индуктивности, согласно формуле Фарадея равна:

Итак ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна индуктивности катушки и скорости изменения силы тока в ней.

Магнитное поле обладает энергией. Подобно тому, как в заряженном конденсаторе имеется запас электрической энергии, в катушке, по виткам которой протекает ток, имеется запас магнитной энергии. Энергия W_м магнитного поля катушки с индуктивностью L, создаваемого током I, может быть рассчитана по одной из формул (они следуют друг из друга с учётом формулы Φ = LI):

Соотнеся формулу для энергии магнитного поля катушки с её геометрическими размерами можно получить формулу для объемной плотности энергии магнитного поля (или энергии единицы объёма):

Правило Ленца

К оглавлению…

Инерция – явление, происходящее и в механике (при разгоне автомобиля мы отклоняемся назад, противодействуя увеличению скорости, а при торможении отклоняемся вперёд, противодействуя уменьшению скорости), и в молекулярной физике (при нагревании жидкости увеличивается скорость испарения, самые быстрые молекулы покидают жидкость, уменьшая скорость нагревания) и так далее. В электромагнетизме инерция проявляется в противодействии изменению магнитного потока, пронизывающего контур. Если магнитный поток нарастает, то возникающий в контуре индукционный ток направлен так, чтобы препятствовать нарастанию магнитного потока, а если магнитный поток убывает, то возникающий в контуре индукционный ток направлен так, чтобы препятствовать убыванию магнитного потока.

Правило Ленца для определения направления индукционного тока: возникающий в контуре индукционный ток имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, которое вызывало этот ток.

Источник

Слайд 1

Электромагнетизм . Курс подготовки к Единому государственному экзамену 11.10.2022

Слайд 2

СОДЕРЖАНИЕ 1. Теоретические сведения по разделам: «Магнитное поле» и « Электромагнитная индукция» 2. Тест по разделу « Электромагнитная индукция» 11.10.2022

Слайд 3

Опыт Эрстеда Взаимодействие токов Магнитная индукция Сила Ампера Сила Лоренца Магнитные свойства вещества Магнитное поле 11.10.2022

Слайд 4

Опыт Эрстеда 1820 г. Х. Эрстед открыл магнитное поле электрического тока. При прохождении электрического тока по проводнику магнитная стрелка располагается перпендикулярно проводнику. 11.10.2022

Слайд 5

Открытие Эрстеда При помещении магнитной стрелки в непосредственной близости от проводника с током он обнаружил, что при протекании по проводнику тока, стрелка отклоняется; после выключения тока стрелка возвращается в исходное положение (см. рис.). Из описанного опыта Эрстед делает вывод : вокруг прямолинейного проводника с током есть магнитное поле. 11.10.2022

Слайд 6

Общий вывод : вокруг всякого проводника с током есть магнитное поле . Но ведь ток – это направленное движение зарядов . Вокруг всякого движущегося заряда помимо электрического поля существует еще и магнитное. Магнитное поле — это особый вид материи, окружающей движущиеся заряды (или проводники с током), и проявляющейся в действии на движущиеся заряды (или проводники с током). 11.10.2022

Слайд 7

Взаимодействие токов r l А. Ампер установил законы магнитного взаимодействия токов. 11.10.2022

Слайд 8

Взаимодействие токов — 7 Ампер – это сила тока, протекающего по двум бесконечно длинным параллельным проводникам, находящимся в вакууме на расстоянии 1 м друг от друга, при которой их участки длиной 1 м взаимодействуют с силой 2* 10 Н. 11.10.2022

Слайд 9

Направление и модуль вектора магнитной индукции . Магнитная индукция прямого проводника. Линии магнитной индукции. Правило буравчика. Соленоид , правило правой руки. Магнитное поле Земли. Магнитная индукция 11.10.2022

Слайд 10

Магнитная индукция Магнитная индукция – силовая характеристика магнитного поля. (Магнитная индукция определяет силу, с которой магнитное поле действует на внесенный в него проводник с током). Магнитная индукция – векторная величина. За направление вектора магнитной индукции принимается направление от южного полюса к северному магнитной стрелки, помещенной в данное магнитное поле. B Модуль вектора магнитной индукции равен отношению максимальной силы, действующей со стороны магнитного поля на участок проводника с током, к произведению силы тока на длину участка проводника. 11.10.2022

Слайд 11

Магнитная индукция I r Магнитная индукция магнитного поля прямого проводника с током на расстоянии r от него. 11.10.2022

Слайд 12

Линии магнитной индукции Линии магнитной индукции – это линии, касательные к которым направлены так же, как и вектор магнитной индукции в данной точке поля. B B B N S B 11.10.2022

Слайд 13

Линии магнитной индукции I B I B I B Линии магнитной индукции всегда замкнуты. Магнитное поле – вихревое поле. Магнитных зарядов, подобных электрическим, в природе нет. 11.10.2022

Слайд 14

Правило буравчика 11.10.2022 Известно, что направление линий магнитного поля тока связано с направлением тока в проводнике. Эта связь может быть выражена простым правилом, которое называется правилом буравчика. Правило буравчика заключается в следующем: если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий магнитного поля тока. С помощью правила буравчика по направлению тока можно определить направлений линий магнитного поля, создаваемого этим током, а по направлению линий магнитного поля – направление тока, создающего это поле.

Слайд 15

т о к линия индукции магнитного поля Правило буравчика Если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий магнитного поля тока. 11.10.2022

Слайд 16

т о к направлен к нам линия индукции Правило буравчика 11.10.2022

Слайд 17

т о к направлен от нас линия индукции Правило буравчика 11.10.2022

Слайд 18

Магнитное поле однородное неоднородное 1 2 2 1 B 1 =B 2 B 1 >B 2 Правило правой руки : Если обхватить соленоид ладонью правой руки, направив четыре пальца по направлению тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида. 11.10.2022

Слайд 19

Правило правой руки Правило правой руки : Если обхватить соленоид ладонью правой руки, направив четыре пальца по направлению тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида. 11.10.2022

Слайд 20

Линии магнитной индукции N S B B постоянный магнит соленоид 11.10.2022

Слайд 21

Магнитное поле Земли С Ю N S 11.10.2022

Слайд 22

Сила Ампера B I F A B I n если если x Сила Ампера – сила, с которой магнитное поле действует на помещенный в него проводник с током. 11.10.2022

Слайд 23

Правило левой руки Правило левой руки : если расположить левую руку так, чтобы линии индукции входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре вытянутых пальца были направлены по току, то отставленный большой палец покажет направление силы, действующей на проводник. 11.10.2022

Слайд 24

Сила Ампера S N B B B I I I Правило левой руки : если расположить левую руку так, чтобы линии индукции входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре вытянутых пальца были направлены по току, то отставленный большой палец покажет направление силы, действующей на проводник. 11.10.2022

Слайд 25

Применение силы Ампера Электроизмерительные приборы Громкоговоритель Вращающий момент 11.10.2022

Слайд 26

Сила Лоренца B n + если если Сила Лоренца – сила, с которой магнитное поле действует на движущуюся заряженную частицу. 11.10.2022

Слайд 27

Сила Лоренца B R + — 11.10.2022

Слайд 28

Сила Лоренца Направление силы Лоренца , действующей на заряженную частицу, можно определит по правилу левой руки: если расположить левую руку так, чтобы линии индукции входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре вытянутых пальца были направлены по движению положительно заряженной частицы (против движения отрицательно заряженной), то отставленный большой палец покажет направление действующей на частицу силы. При движении заряженной частицы в магнитном поле сила Лоренца работы не совершает . Период обращения частицы в однородном магнитном поле Круговое движение заряженной частицы в однородном магнитном поле 11.10.2022

Слайд 29

Сила Лоренца B — B + B — 11.10.2022

Слайд 30

Магнитные свойства вещества Гипотеза Ампера — магнитные свойства тела можно объяснить циркулирующими внутри него токами. вещества диамагнетики ферромагнетики парамагнетики Ампер объяснил магнетизм веществ существованием молекулярных токов. 11.10.2022

Слайд 31

Магнитные свойства вещества вид вещества ферромагнетики парамагнетики диамагнетики свойства Большое усиление магнитного поля Малое усиление магнитного поля Малое ослабление магнитного поля маг. прониц. >>1 > 1 < 1 температурная зави-симость уменьшается с повышением температуры. (При достижении температуры Кюри магнитные свойства не проявляются). уменьшается с повышением температуры не зависит от температуры примеры железо, кобальт, никель алюминий, платина, кислород вода, висмут, поваренная соль 11.10.2022

Слайд 32

Магнитный поток Майкл Фарадей Явление электромагнитной индукции Вихревое электрическое поле ЭДС индукции в движущихся проводниках Явление самоиндукции Индуктивность Энергия магнитного поля Электромагнитное поле Задачи Электромагнитная индукция 11.10.2022

Слайд 33

Магнитный поток n B S Магнитный поток через поверхность изменяется, если изменяется число магнитных линий, пронизывающих поверхность. где B – модуль вектора магнитной индукции, S – площадь контура, α – угол между вектором магнитной индукции и нормалью к плоскости контура. Единица магнитного потока в системе СИ называется Вебером ( Вб ). 11.10.2022

Слайд 34

Магнитный поток 11.10.2022

Слайд 35

Майкл Фарадей Майкл Фарадей (1791 -1867) «Превратить магнетизм в электричество» (запись в дневнике была сделана в 1822 году) Явление электромагнитной индукции было открыто 29 августа 1831 года. 11.10.2022

Слайд 36

Открытие электромагнитной индукции 29 августа 1831 г. Майкл Фарадей В основе опытов Фарадея лежала идея, что если вокруг проводника с током возникает магнитное поле, то должно существовать и обратное явление – возникновение электрического тока в замкнутом проводнике под действием магнитного поля.

Слайд 37

Явление ЭМИ Направление индукционного тока Сила индукционного тока Закон ЭМИ Опыт с катушками ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ 11.10.2022

Слайд 38

Электромагнитная индук ция I i 11.10.2022

Слайд 39

Электромагнитная индукция К огда в лаборатории Лондонского Института Королевского общества работал Майкл Фарадей, ему по штату полагался ассистент — отставной сержант Андерсен. Сержант и заметил, что стрелка гальванометра двигается. Фарадей пошел еще дальше… 11.10.2022

Слайд 40

Электромагнитная индукция – физическое явление, заключающееся в возникновении вихревого электрического поля, вызывающего электрический ток в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром. Ток, возникающий в замкнутом контуре, называется индукционным . Электромагнитная индукция 11.10.2022

Слайд 41

Направление индукционного тока I i I i I i I i 1 2 3 4 11.10.2022

Слайд 42

Правило Ленца Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван. Э.Х. Ленц 1804 – 1865 г.г., академик, ректор Петербургского Университета 11.10.2022

Слайд 43

Направление индукционного тока Для определения направления индукционного тока в контуре необходимо: Определить направление линий магнитной индукции внешнего магнитного поля (В 0 ). Выяснить как меняется магнитный поток, пронизывающий контур (увеличивается или уменьшается.) Определить направление линий магнитной индукции магнитного поля, созданного индукционным током (В), зная правило Ленца . 4. Определить направление индукционного тока, зная направление линий магнитной индукции магнитного поля индукционного тока по правилу буравчика (или по правилу правой руки). 11.10.2022

Слайд 44

Направление индукционного тока В В В В В 0 В 0 В 0 В 0 I i I i I i I i 11.10.2022

Слайд 45

Сила индукционного тока I i 1 I i 2 1 2 Сила индукционного тока зависит от скорости изменения магнитного потока : чем быстрее меняется магнитный поток, тем больше сила индукционного тока. 11.10.2022

Слайд 46

Джозеф Генри ( 1797 – 1878 ) Впервые провел опыт с двумя катушками. Открыл взаимоиндукцию. 11.10.2022

Слайд 47

Закон электромагнитной индукции ( закон Фарадея – Максвелла ). , I I i ЭДС индукции в замкнутом контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром. 11.10.2022

Слайд 48

Вихревое электрическое поле Переменное во времени магнитное поле порождает электрическое поле. Одним из условий существования тока является наличие электрического поля. В замкнутом проводящем контуре возникает электрический ток при изменении магнитного потока, пронизывающего этот контур. Порождаемое электрическое поле является вихревым . 11.10.2022

Слайд 49

Электрическое поле вихревое электростатическое источники положительные и отрицательные электрические заряды переменное во времени магнитное поле I i 11.10.2022

Слайд 50

Электрическое поле вихревое электростатическое направление линий напряженности Е Е Е правый винт левый винт 11.10.2022

Слайд 51

Электрическое поле вихревое электростатическое работа поля по замкнутому контуру + — 1 2 Е Е Е 1 2 В 11.10.2022

Слайд 52

В чем отличие вихревого электрического поля от потенциального? Вихревое , работа по замкнутому контуру не равна нулю Вихревое, работа по замкнутому контуру не равна нулю Потенциальное, работа по замкнутому контуру равна нулю Потенциальное или вихревое Замкнутые Замкнутые Не замкнуты, начинаются и заканчиваются на зарядах Линии поля (замкнутые или незамкнутые) Электрические заряды Движущиеся заряды ,ток Электрические заряды Что служит индикатором Изменяющееся магнитное поле Движущиеся заряды , ток Электрические заряды Источник поля Вихревое электрическое Магнитное Электростатическое Вид поля Вопросы 11.10.2022

Слайд 53

ЭДС индукции в движущихся проводниках В I l — угол между направлением скорости проводника и вектором магнитной индукции. 11.10.2022

Слайд 54

Самоиндукция 1 2 2 1 Е ст Е вихр Е ст Е вихр Самоиндукция – возникновение ЭДС индукции в проводящем контуре при изменении в нем силы тока. 11.10.2022

Слайд 55

Самоиндукция Ф ~B~I Ф= LI — индуктивность контура — индуктивность катушки 11.10.2022

Слайд 56

Энергия магнитного поля тока 11.10.2022

Слайд 57

Переменное во времени электрическое поле порождает магнитное поле. Переменное во времени магнитное поле порождает электрическое поле. Утверждение, что в данной точке пространства существует только электрическое или только магнитное поле, не имеет смысла, если не указать, по отношению к какой системе отсчета эти поля рассматриваются. Электрические и магнитные поля – проявление единого электромагнитного поля. Электромагнитное поле 11.10.2022

Слайд 58

11 класс Тест. Электромагнитная индукция Подготовка к ЕГЭ 11.10.2022

Слайд 59

В тестовой части к каждому заданию дается 4 варианта ответа, из которых правильный только один. Оценивается в один балл. В части С требуется дать развернутое решение -3 балла; ошибка в математических вычислениях или преобразованиях формул -2 балла; запись нужных формул, но отсутствие преобразований и вычислений -1 балл. Оценка «2», если от 0 до 33% выполнено верно; Оценка «3», если от 34 до 55%; Оценка «4», если от 56 до 69%; Оценка «5», если 70% и более. 11.10.2022

Слайд 60

График изменения магнитного потока, п ронизывающего катушку, показан на рисунке. В каком промежутке времени ЭДС индукции имеет максимальное значение? 0-5 с; 5-10 с; 10-20 с; в езде одинаковая; 1 11.10.2022

Слайд 61

В катушке индуктивностью L 1 =0 ,6 Гн сила тока I 1 =15 А, а в катушке индуктивностью L 2 =15 Гн сила тока I 2 =0,6 А. Сравните энергии магнитного поля этих катушек. 1) W 1 = W 2 ; 2) W 1 > W 2 ; 3) W 1

Слайд 62

Как изменится энергия электрического поля конденсатора, если заряд на его обкладках уменьшить в 4 раза? Разность потенциалов между обкладками считать неизменной. у меньшится в 4 раза; у величится в 4 раза; н е изменится; у величится в 16 раз. 3 11.10.2022

Слайд 63

В однородном магнитном поле вокруг оси ОО 1 c одинаковой угловой скоростью ω вращаются две проводящие рамки. Чему равно отношение амплитудных значений ЭДС индукции ε 1 / ε 2 , наведенных в рамках? 1/2 2/1; 1/3; 1/1 4 11.10.2022

Слайд 64

Каким образом нельзя изменить магнитный поток, пронизывающий плоское проволочное проводящее кольцо в однородном поле? в ытянув кольцо в овал; с мяв кольцо; п овернув кольцо вокруг оси, перпендикулярной плоскости кольца; п овернув кольцо вокруг оси, проходящей в плоскости кольца. 5 11.10.2022

Слайд 65

При увеличении в раза индукции однородного магнитного поля и площади неподвижной рамки поток вектора магнитной индукции: н е изменится; у величится в 2 раза; у величится в 4 раза; у меньшится в 4 раза. 6 11.10.2022

Слайд 66

Неподвижный виток провода находится в магнитном поле и своими концам замкнут на амперметр. Значение магнитной индукции поля изменяется с течением времени согласно графику на рисунке. В какой промежуток времени амперметр покажет наличие электрического тока в витке? 0-1 и 3-4 с; 1-2 с; 2-3 с; 1-3 с. 7 11.10.2022

Слайд 67

«ЭДС индукции, генерируемая в покоящейся рамке, зависит только от …» н аправления вектора магнитной индукции; м одуля вектора магнитной индукции; п отока вектора магнитной индукции; с корости изменения потока вектора магнитной индукции. 8 11.10.2022

Слайд 68

За 5с магнитный поток, пронизывающий проволочную рамку увеличился от 3 до 8 Вб . Чему равно при этом значение ЭДС индукции в рамке? 0,6 В; 1 В; 1 ,6 В; 25 В. 9 11.10.2022

Слайд 69

Вблизи северного полюса магнита падает медная рама А BCD (см. рис.). При прохождении верхнего и нижнего положений рамки, показанных на рисунке, индукционный ток в стороне АВ рамки: равен нулю в обоих положениях; направлен вверх в обоих положениях; направлен вниз в обоих положениях; направлен вверх и вниз соответственно. 10 11.10.2022

Слайд 70

Проволочное кольцо покоится в магнитном поле, линии индукции которого перпендикулярны к плоскости кольца. В первый промежуток времени проекция вектора магнитной индукции на некоторую фиксированную ось линейно растет от В 0 до 5В 0 во второй –за то же время уменьшается от 5В 0 до 0, затем за третий такой же промежуток времени уменьшается от 0 до — 5В 0 . на каких отрезках времени совпадают направление токов в кольце? н а отрезках 1 и 2; 3) на отрезках 2 и3; н а отрезках 1 и 3; 4) на всех отрезках. 11 11.10.2022

Слайд 71

На сердечниках в виде сплошной массивной рамки из стали квадратного сечения в двух его частях намотана катушка из изолированного проводника и надето кольцо. Где возникает вихревое электрическое поле при пропускании по катушке периодически меняющегося тока? т олько вдоль стержней сердечника; т олько внутри стержней сердечника поперек его сечения; т олько в кольце по его п ериметру; в кольце по периметру и в сердечнике поперек его сечению 12 11.10.2022

Слайд 72

Укажите устройство, в котором используется явление возникновения силы, действующей на проводник в магнитном поле при прохождении через проводник электрического тока. реостат; м еталлоискатель; э лектродвигатель; э лектрочайник. 13 11.10.2022

Слайд 73

Почему лампочка 2 в схеме, изображенной на рисунке, при замыкании ключа К загорается на 0,5 с позже лампочки 1? п отому что ток по длинному проводу катушки доходит до нее позже; п отому что лампочка 2 находится дальше от ключа К; 3) потому что в катушке возникает вихревое электрическое поле, препятствующее нарастанию тока в ней; 4) потому что электроны тормозят на изогнутых участках цепи. 14 11.10.2022

Слайд 74

Как изменится магнитный поток в катушке индуктивности, если при увеличении силы тока в катушке в 2 раза энергия магнитного поля катушки увеличится в 2 раза? у величился в 4 раза; у меньшился в 4 раза; у величился в 2 раза; о стался прежним. 15 11.10.2022

Слайд 75

Сравните индуктивности L 1 и L 2 двух катушек, если при одинаковой силе тока энергия магнитного поля. Создаваемого током в первой катушке, в 9 раз больше, чем энергия магнитного поля, создаваемого током во второй катушке. 1) L 1 в 9 раз больше, чем L 2 ; 2) L 1 в 9 раз меньше, чем L 2 ; 3) L 1 в 3 раз больше, чем L 2 ; 4) L 1 в 3 раз меньше, чем L 2 . 16 11.10.2022

Слайд 76

Какой из рисунков соответствует возникновению вихревого электрического поля при возрастании индукции магнитного поля? 17 1) 2) 3) 4) 11.10.2022

Слайд 77

Какое из перечисленных свойств относится только к вихревому электрическому полю, но не к электростатическому? Непрерывность в пространстве; Линии напряженности обязательно связанны с электрическими зарядами; Работа сил поля при перемещении заряда по любому замкнутому пути равна нулю; Работа сил поля при перемещении заряда по замкнутому пути может не быть равной нулю 18 11.10.2022

Слайд 78

В катушке с индуктивностью 4 Гн сила тока равна 3 А. Чему будет равна сила тока в этой катушке, если энергия магнитного поля уменьшится в 2 раза? 2,14 А; 3 А; 1,73 А; 1,5 А 19 11.10.2022

Слайд 79

В однородном магнитном поле находится плоский виток площадью 10 см 2 , расположенный перпендикулярно к полю. Какой ток потечет по витку, если индукция поля будет убывать с постоянной скоростью 0,01 Тл/с? Сопротивление витка равно 1 Ом. 10 -4 А; 3) 10 -3 А ; 10 -5 А ; 4) 0,5 . 10 -5 А; 20 11.10.2022

Слайд 80

Замкнутый проводник сопротивлением R =3 ом находится в магнитном поле. В результате изменения этого поля магнитный поток, пронизывающий контур, возрос с Ф 1 =0,002Вб до Ф 2 =0,005Вб. Какой заряд прошел через поперечное сечение проводника? Ответ выразите в милликулонах (мКл). Ответ: 1мКл 21 11.10.2022

Слайд 81

Плоский контур с источником постоянного тока находится во внешнем однородном магнитном поле, вектор индукции которого В перпендикулярен к плоскости контура. На сколько процентов изменится мощность тока в контуре после того, как поле начнет увеличиваться со скоростью 0,01 Т л/с? Площадь контура равна 0,1 м 2 , ЭДС источника тока -10мВ. Ответ: 19% 22 11.10.2022

Слайд 82

Квадратная рамка со стороной 0,5 м лежит на столе. Однородное магнитное поле (В=0,4 Тл), направленное перпендикулярно к плоскости рамки, равномерно убывает до нуля в течение 0,1 с. Какую работу совершает за это время вихревое электрическое поле в рамке, если ее сопротивление равно 0,5 Ом? Ответ: О,2 Дж 2 3 11.10.2022

Слайд 83

Плоская горизонтальная фигура площадью S =0,01 м 2 , ограниченная проводящим контуром, имеющим сопротивление R=10 Ом, находится в однородном магнитном поле. Какой заряд протечет по контуру за большой промежуток времени, пока проекция магнитной индукции на вертикаль равномерно меняется с В 1 =3Тл до В 2 =-3Тл ? Ответ: 0,006 Кл С1 11.10.2022

Слайд 84

Медный куб с длиной ребра а=0,1 м скользит по столу с постоянной скоростью V =10 м/с, касаясь стола одной из плоских поверхностей. Вектор индукции магнитного поля В=0,2 Тл направлен вдоль поверхности стола и перпендикулярно к вектору скорости куба. Найдите модуль вектора напряженности электрического поля, возникающего внутри металла, и модуль разности потенциалов между центром куба и одной из ее вершин. Ответ: 0,1В С2 11.10.2022

Слайд 85

1.Мякишев Г.Я. Синяков А.З. «Физика Электродинамика (углубленный уровень)» Издательство: ДРОФА 2019. – 480 с . 2. Зорин Н.И. Тесты по физике: 11 класс.- М., ВАКО 2010 3.Открытый банк ФИПИ http://os.fipi.ru/tasks/3/a Используемая литература 11.10.2022

Источник

Теория по физике на тему «Магнетизм»

14.12.2016

Теория по физике на тему «Магнетизм»

вектор магнитной индукции
модуль вектора магнитной индукции
способы определения вектора магнитной индукции

Смотреть в PDF:

Или прямо сейчас: cкачать в pdf файле.

Сохранить ссылку:

Комментарии (0)
Добавить комментарий

Добавить комментарий

Комментарии без регистрации. Несодержательные сообщения удаляются.

Имя (обязательное)

E-Mail

Подписаться на уведомления о новых комментариях

Отправить

Источник

Пришла пора начать разбирать новую тему: Электростатика на ЕГЭ по физике. Как видите, даже само название говорит о том, что речь пойдет об электричестве и магнетизме.

Конечно же, проще всего осваивать электромагнетизм с опытным педагогом, который подробно и понятно разберет основные вопросы. Наше обучающее видео посвящено введению в электричество и электромагнетизм. А вся теория электростатики для ЕГЭ с задачами – на нашем канале.

Магнитное поле и его основные свойства

Итак, что нужно знать о магнитном поле. В первую очередь то, что источниками магнитного поля являются электрические движущиеся заряды. В отличие от электрического магнитное не воздействует на сам заряд, сила возникает только при движении.

Основные свойства магнитного поля, о которых стоит помнить для решения задач на ЕГЭ:

магнитное поле материально;
магнитное поле порождается только движущимся электрическим зарядом;
там, где двигается электрический заряд с определенной силой, всегда есть магнитное поле;
скорость магнитного поля конечна и равна скорости света в вакууме.

Электричество

Как проще освоить тему? Конечно, разбить ее на подтемы. Именно это и делает преподаватель учебного центра Годограф, чтобы облегчить понимание для каждого ученика.

Итак, электричество делим на 2 подтемы:

Электростатика. В этом случае заряды никуда не двигаются.
Электродинамика. Здесь заряды уже можно двигать, появляются различные схемы и т.д.

Электродинамика и электростатика в ЕГЭ – важный раздел, на который отводится немало задач. Внимательно изучив теорию по электростатике для ЕГЭ, вы сможете легче справиться с практическими заданиями и испытывать меньшую нагрузку на экзамене.

Электростатика на ЕГЭ: способы упрощение подготовки

Если вы только начинаете готовиться к экзамену, вооружите себя всеми доступными методическими материалами. Учебники, специальная литература, старые тесты, методички – все это станет вашим путеводителем в мир знаний. Кроме того, задачи на электростатику ЕГЭ прошлых годов помогут оценить сложность заданий.

Однако чтобы освоить нелегкую тему электромагнетизма самому, бывает недостаточно усидчивости и самоконтроля. В этом случае обратите внимание на курсы, которые предлагают учебные центры. С опытными педагогами, имеющими под рукой готовую программу и многолетний опыт, значительно проще получить желаемый результат на экзамене по физике.

О том, как выбрать репетитора для подготовки к ЕГЭ, вы можете почитать в нашей статье.

Опытные преподаватели физики учебного центра Годограф помогут восстановить пробелы в знаниях и подготовиться к ЕГЭ на 80+ баллов. Наш рейтинг на Яндекс.Картах – 5.0! Записывайтесь на пробный урок и продолжайте знакомиться с нашими видеообзорами по физике.

Рассылка с лучшими статьями. Раз в неделю для самых занятных

Для тех, кто ценит свое время. Выбирайте интересную вам тему и подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить. Это бесплатно!

Источник

Скачать материал

Сейчас обучается 30 человек из 19 регионов

Сейчас обучается 104 человека из 46 регионов

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Электромагнетизм.
Курс подготовки к Единому государственному экзамену

11.10.2022
2 слайд

СОДЕРЖАНИЕ

1. Теоретические сведения по разделам:
«Магнитное поле» и « Электромагнитная индукция»
2. Тест по разделу « Электромагнитная индукция»

11.10.2022
3 слайд

Опыт Эрстеда
Взаимодействие токов
Магнитная индукция
Сила Ампера
Сила Лоренца
Магнитные свойства вещества
Магнитное поле
11.10.2022
4 слайд

Опыт Эрстеда
1820 г. Х. Эрстед открыл магнитное поле электрического тока.
При прохождении электрического тока по проводнику магнитная стрелка располагается перпендикулярно проводнику.
11.10.2022
5 слайд

Открытие Эрстеда
При помещении магнитной стрелки в непосредственной близости от проводника с током он обнаружил, что при протекании по проводнику тока, стрелка отклоняется; после выключения тока стрелка возвращается в исходное положение (см. рис.).

Из описанного опыта
Эрстед делает вывод:

вокруг прямолинейного проводника с током есть магнитное поле.

11.10.2022
6 слайд

Общий вывод: вокруг всякого проводника с током есть магнитное поле. Но ведь ток – это направленное движение зарядов.
Вокруг всякого движущегося заряда помимо электрического поля существует еще и магнитное.
Магнитное поле — это особый вид материи, окружающей движущиеся заряды (или проводники с током), и проявляющейся в действии на движущиеся заряды (или проводники с током).

11.10.2022
7 слайд

Взаимодействие токов
r
l
А. Ампер установил законы магнитного взаимодействия токов.
11.10.2022
8 слайд

Взаимодействие токов
— 7
Ампер – это сила тока, протекающего по двум бесконечно длинным параллельным проводникам, находящимся в вакууме на расстоянии 1 м друг от друга, при которой их участки длиной 1 м взаимодействуют с силой 2* 10 Н.
11.10.2022
9 слайд

Направление и модуль вектора магнитной индукции.
Магнитная индукция прямого проводника.
Линии магнитной индукции.
Правило буравчика.
Соленоид, правило правой руки.
Магнитное поле Земли.

Магнитная индукция
11.10.2022
10 слайд

Магнитная индукция
Магнитная индукция – силовая характеристика магнитного поля. (Магнитная индукция определяет силу, с которой магнитное поле действует на внесенный в него проводник с током).
Магнитная индукция – векторная величина.
За направление вектора магнитной индукции принимается направление от южного полюса к северному магнитной стрелки, помещенной в данное магнитное поле.
B
Модуль вектора магнитной индукции равен отношению максимальной силы, действующей со стороны магнитного поля на участок проводника с током, к произведению силы тока на длину участка проводника.
11.10.2022
11 слайд

Магнитная индукция
I
r
Магнитная индукция магнитного поля прямого проводника с током на расстоянии r от него.
11.10.2022
12 слайд

Линии магнитной индукции
Линии магнитной индукции – это линии, касательные к которым направлены так же, как и вектор магнитной индукции в данной точке поля.
B
B
B
N
S
B
11.10.2022
13 слайд

Линии магнитной индукции
I
B
I
B
I
B
Линии магнитной индукции всегда замкнуты.
Магнитное поле – вихревое поле.
Магнитных зарядов, подобных электрическим, в природе нет.
11.10.2022
14 слайд

Правило буравчика
11.10.2022
Известно, что направление линий магнитного поля тока связано с направлением тока в проводнике. Эта связь может быть выражена простым правилом, которое называется правилом буравчика.
Правило буравчика заключается в следующем: если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий магнитного поля тока.
С помощью правила буравчика по направлению тока можно определить направлений линий магнитного поля, создаваемого этим током, а по направлению линий магнитного поля – направление тока, создающего это
поле.
15 слайд

т о к
линия индукции
магнитного поля
Правило буравчика
Если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий магнитного поля тока.
11.10.2022
16 слайд

т о к
направлен к нам
линия индукции
Правило буравчика
11.10.2022
17 слайд

т о к
направлен от нас
линия индукции
Правило буравчика
11.10.2022
18 слайд

Магнитное поле
однородное
неоднородное
1
2
2
1
B1=B2
B1>B2
Правило правой руки: Если обхватить соленоид ладонью правой руки, направив четыре пальца по направлению тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида.
11.10.2022
19 слайд

Правило правой руки
Правило правой руки: Если обхватить соленоид ладонью правой руки, направив четыре пальца по направлению тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида.
11.10.2022
20 слайд

Линии магнитной индукции
N
S
B
B
постоянный магнит
соленоид
11.10.2022
21 слайд

Магнитное поле Земли
С
Ю
N
S
11.10.2022
22 слайд

Сила Ампера
B
I
F
A
B
I
n
если
если
x
Сила Ампера – сила, с которой магнитное поле действует на помещенный в него проводник с током.
11.10.2022
23 слайд

Правило левой руки
Правило левой руки:
если расположить левую руку так, чтобы линии индукции входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре вытянутых пальца были направлены по току, то отставленный большой палец покажет направление силы, действующей на проводник.
11.10.2022
24 слайд

Сила Ампера
S
N
B
B
B
I
I
I
Правило левой руки:
если расположить левую руку так, чтобы линии индукции входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре вытянутых пальца были направлены по току, то отставленный большой палец покажет направление силы, действующей на проводник.
11.10.2022
25 слайд

Применение силы Ампера
Электроизмерительные приборы
Громкоговоритель
Вращающий момент
11.10.2022
26 слайд

Сила Лоренца
B
n
+
если
если
Сила Лоренца – сила, с которой магнитное поле действует на движущуюся заряженную частицу.
11.10.2022
27 слайд

Сила Лоренца
B
R
+
—
11.10.2022
28 слайд

Сила Лоренца
Направление силы Лоренца, действующей на заряженную частицу, можно определит по правилу левой руки: если расположить левую руку так, чтобы линии индукции входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре вытянутых пальца были направлены по движению положительно заряженной частицы (против движения отрицательно заряженной), то отставленный большой палец покажет направление действующей на частицу силы.

При движении заряженной частицы в магнитном поле сила Лоренца работы не совершает.
Период обращения частицы в однородном магнитном поле
Круговое движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
11.10.2022
29 слайд

Сила Лоренца
B
—
B
+
B
—
11.10.2022
30 слайд

Магнитные свойства вещества
Гипотеза Ампера — магнитные свойства тела можно объяснить циркулирующими внутри него токами.
вещества
диамагнетики
ферромагнетики
парамагнетики
Ампер объяснил магнетизм веществ существованием молекулярных токов.
11.10.2022
31 слайд

Магнитные свойства вещества
11.10.2022
32 слайд

Магнитный поток
Майкл Фарадей
Явление электромагнитной индукции
Вихревое электрическое поле
ЭДС индукции в движущихся проводниках
Явление самоиндукции
Индуктивность
Энергия магнитного поля
Электромагнитное поле
Задачи

Электромагнитная индукция
11.10.2022
33 слайд

Магнитный поток
n
B
S
Магнитный поток через поверхность изменяется, если изменяется число магнитных линий, пронизывающих поверхность.
где B – модуль вектора магнитной индукции, S – площадь контура,
α – угол между вектором магнитной индукции и нормалью к плоскости контура.
Единица магнитного потока в системе СИ называется Вебером (Вб).
11.10.2022
34 слайд

Магнитный поток
11.10.2022
35 слайд

Майкл Фарадей
Майкл Фарадей
(1791 -1867)
«Превратить магнетизм в электричество»
(запись в дневнике была сделана в 1822 году)
Явление электромагнитной индукции было открыто 29 августа 1831 года.

11.10.2022
36 слайд

Открытие электромагнитной индукции
29 августа 1831 г.
Майкл Фарадей
В основе опытов Фарадея лежала идея, что если вокруг проводника с током возникает магнитное поле, то должно существовать и обратное явление – возникновение электрического тока в замкнутом проводнике под действием магнитного поля.
37 слайд

Явление ЭМИ
Направление индукционного тока
Сила индукционного тока
Закон ЭМИ
Опыт с катушками

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ
11.10.2022
38 слайд

Электромагнитная индукция
Ii
11.10.2022
39 слайд

Электромагнитная индукция
Когда в лаборатории Лондонского Института Королевского общества работал Майкл Фарадей, ему по штату полагался ассистент — отставной сержант Андерсен. Сержант и заметил, что стрелка гальванометра двигается.
Фарадей пошел еще дальше…

11.10.2022
40 слайд

Электромагнитная индукция – физическое явление, заключающееся в возникновении вихревого электрического поля, вызывающего электрический ток в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром.
Ток, возникающий в замкнутом контуре, называется индукционным.
Электромагнитная индукция
11.10.2022
41 слайд

Направление индукционного тока
Ii
Ii
Ii
Ii
1
2
3
4
11.10.2022
42 слайд

Правило Ленца
Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван.
Э.Х. Ленц
1804 – 1865 г.г.,
академик, ректор
Петербургского
Университета
11.10.2022
43 слайд

Направление индукционного тока
Для определения направления индукционного тока в контуре необходимо:
Определить направление линий магнитной индукции внешнего магнитного поля (В0).
Выяснить как меняется магнитный поток, пронизывающий контур (увеличивается или уменьшается.)
Определить направление линий магнитной индукции магнитного поля, созданного индукционным током (В), зная правило Ленца .

4. Определить направление индукционного тока, зная направление линий магнитной индукции магнитного поля индукционного тока по правилу буравчика (или по правилу правой руки).

11.10.2022
44 слайд

Направление индукционного тока
В
В
В
В
В
0
В
0
В
0
В
0
Ii
Ii
Ii
Ii
11.10.2022
45 слайд

Сила индукционного тока
Ii1
Ii2
1
2
Сила индукционного тока зависит от скорости изменения магнитного потока: чем быстрее меняется магнитный поток, тем больше сила индукционного тока.
11.10.2022
46 слайд

Джозеф Генри
(1797 – 1878 )

Впервые провел опыт с двумя катушками. Открыл взаимоиндукцию.
11.10.2022
47 слайд

Закон электромагнитной индукции (закон Фарадея – Максвелла).
,
I
Ii
ЭДС индукции в замкнутом контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром.
11.10.2022
48 слайд

Вихревое электрическое поле
Переменное во времени магнитное поле порождает электрическое поле.
Одним из условий существования тока является наличие электрического поля.
В замкнутом проводящем контуре возникает электрический ток при изменении магнитного потока, пронизывающего этот контур.
Порождаемое электрическое поле является вихревым.
11.10.2022
49 слайд

Электрическое поле
вихревое
электростатическое
источники
положительные и отрицательные электрические заряды
переменное во времени магнитное поле
Ii
11.10.2022
50 слайд

Электрическое поле
вихревое
электростатическое
направление линий напряженности
Е
Е
Е
правый винт
левый винт
11.10.2022
51 слайд

Электрическое поле
вихревое
электростатическое
работа поля по замкнутому контуру
+
—
1
2
Е
Е
Е
1
2
В
11.10.2022
52 слайд

В чем отличие вихревого электрического поля от потенциального?
Вихревое, работа по замкнутому контуру не равна нулю

Вихревое, работа по замкнутому контуру не равна нулю

Потенциальное, работа по замкнутому контуру равна нулю
Потенциальное или вихревое
Замкнутые
Замкнутые
Не замкнуты, начинаются и заканчиваются на зарядах
Линии поля (замкнутые или незамкнутые)
Электрические заряды
Движущиеся заряды ,ток

Электрические заряды
Что служит индикатором
Изменяющееся магнитное поле
Движущиеся заряды , ток
Электрические заряды
Источник поля
Вихревое электрическое
Магнитное
Электростатическое
Вид поля

Вопросы
11.10.2022
53 слайд

ЭДС индукции в движущихся проводниках
В
I
l
— угол между направлением скорости проводника и вектором магнитной индукции.
11.10.2022
54 слайд

Самоиндукция
1
2
2
1
Ест
Евихр
Ест
Евихр
Самоиндукция – возникновение ЭДС индукции в проводящем контуре при изменении в нем силы тока.
11.10.2022
55 слайд

Самоиндукция
Ф~B~I
Ф=LI
— индуктивность контура
— индуктивность катушки
11.10.2022
56 слайд

Энергия магнитного поля тока
11.10.2022
57 слайд

Переменное во времени электрическое поле порождает магнитное поле.
Переменное во времени магнитное поле порождает электрическое поле.
Утверждение, что в данной точке пространства существует только электрическое или только магнитное поле, не имеет смысла, если не указать, по отношению к какой системе отсчета эти поля рассматриваются.
Электрические и магнитные поля – проявление единого электромагнитного поля.

Электромагнитное поле
11.10.2022
58 слайд

11 класс
Тест. Электромагнитная индукция
Подготовка к ЕГЭ

11.10.2022
59 слайд

В тестовой части к каждому заданию дается 4 варианта ответа, из которых правильный только один. Оценивается в один балл.
В части С требуется дать развернутое решение -3 балла; ошибка в математических вычислениях или преобразованиях формул -2 балла; запись нужных формул, но отсутствие преобразований и вычислений -1 балл.
Оценка «2», если от 0 до 33% выполнено верно;
Оценка «3», если от 34 до 55%;
Оценка «4», если от 56 до 69%;
Оценка «5», если 70% и более.

11.10.2022
60 слайд

График изменения магнитного потока, пронизывающего катушку, показан на рисунке. В каком промежутке времени ЭДС индукции имеет максимальное значение?
0-5 с;
5-10 с;
10-20 с;
везде одинаковая;
1
11.10.2022
61 слайд

В катушке индуктивностью L1=0,6 Гн сила тока I1=15 А, а в катушке индуктивностью L2=15 Гн сила тока I2=0,6 А. Сравните энергии магнитного поля этих катушек.
1)W1= W2;
2) W1> W2;
3) W1 <W2;
4) W1= W2=0.

2
11.10.2022
62 слайд

Как изменится энергия электрического поля конденсатора, если заряд на его обкладках уменьшить в 4 раза? Разность потенциалов между обкладками считать неизменной.
уменьшится в 4 раза;
увеличится в 4 раза;
не изменится;
увеличится в 16 раз.

3
11.10.2022
63 слайд

В однородном магнитном поле вокруг оси ОО1 c одинаковой угловой скоростью ω вращаются две проводящие рамки. Чему равно отношение амплитудных значений ЭДС индукции ε1/ ε2, наведенных в рамках?
1/2
2/1;
1/3;
1/1

4
11.10.2022
64 слайд

Каким образом нельзя изменить магнитный поток, пронизывающий плоское проволочное проводящее кольцо в однородном поле?
вытянув кольцо в овал;
смяв кольцо;
повернув кольцо вокруг оси, перпендикулярной плоскости кольца;
повернув кольцо вокруг оси, проходящей в плоскости кольца.
5
11.10.2022
65 слайд

При увеличении в раза индукции однородного магнитного поля и площади неподвижной рамки поток вектора магнитной индукции:
не изменится;
увеличится в 2 раза;
увеличится в 4 раза;
уменьшится в 4 раза.

6
11.10.2022
66 слайд

Неподвижный виток провода находится в магнитном поле и своими концам замкнут на амперметр. Значение магнитной индукции поля изменяется с течением времени согласно графику на рисунке. В какой промежуток времени амперметр покажет наличие электрического тока в витке?
0-1 и 3-4 с;
1-2 с;
2-3 с;
1-3 с.

7
11.10.2022
67 слайд

«ЭДС индукции, генерируемая в покоящейся рамке, зависит только от …»
направления вектора магнитной индукции;
модуля вектора магнитной индукции;
потока вектора магнитной индукции;
скорости изменения потока вектора магнитной индукции.

8
11.10.2022
68 слайд

За 5с магнитный поток, пронизывающий проволочную рамку увеличился от 3 до 8 Вб. Чему равно при этом значение ЭДС индукции в рамке?
0,6 В;
1 В;
1,6 В;
25 В.

9
11.10.2022
69 слайд

Вблизи северного полюса магнита падает медная рама АBCD (см. рис.). При прохождении верхнего и нижнего положений рамки, показанных на рисунке, индукционный ток в стороне АВ рамки:
равен нулю в обоих положениях;
направлен вверх в обоих положениях;
направлен вниз в обоих положениях;
направлен вверх и вниз соответственно.
10
11.10.2022
70 слайд

Проволочное кольцо покоится в магнитном поле, линии индукции которого перпендикулярны к плоскости кольца. В первый промежуток времени проекция вектора магнитной индукции на некоторую фиксированную ось линейно растет от В0 до 5В0 во второй –за то же время уменьшается от 5В0 до 0, затем за третий такой же промежуток времени уменьшается от 0 до — 5В0. на каких отрезках времени совпадают направление токов в кольце?
на отрезках 1 и 2; 3) на отрезках 2 и3;
на отрезках 1 и 3; 4) на всех отрезках.

11
11.10.2022
71 слайд

На сердечниках в виде сплошной массивной рамки из стали квадратного сечения в двух его частях намотана катушка из изолированного проводника и надето кольцо. Где возникает вихревое электрическое поле при пропускании по катушке периодически меняющегося тока?
только вдоль стержней сердечника;
только внутри стержней сердечника поперек его сечения;
только в кольце по его периметру;
в кольце по периметру и в сердечнике поперек его сечению

12
11.10.2022
72 слайд

Укажите устройство, в котором используется явление возникновения силы, действующей на проводник в магнитном поле при прохождении через проводник электрического тока.
реостат;
металлоискатель;
электродвигатель;
электрочайник.
13
11.10.2022
73 слайд

Почему лампочка 2 в схеме, изображенной на рисунке, при замыкании ключа К загорается на 0,5 с позже лампочки 1?
потому что ток по длинному проводу катушки доходит до нее позже;
потому что лампочка 2 находится
дальше от ключа К;
3) потому что в катушке возникает
вихревое электрическое поле, препятствующее нарастанию тока в ней;
4) потому что электроны тормозят на изогнутых участках цепи.
14
11.10.2022
74 слайд

Как изменится магнитный поток в катушке индуктивности, если при увеличении силы тока в катушке в 2 раза энергия магнитного поля катушки увеличится в 2 раза?
увеличился в 4 раза;
уменьшился в 4 раза;
увеличился в 2 раза;
остался прежним.
15
11.10.2022
75 слайд

Сравните индуктивности L1 и L2 двух катушек, если при одинаковой силе тока энергия магнитного поля. Создаваемого током в первой катушке, в 9 раз больше, чем энергия магнитного поля, создаваемого током во второй катушке.
1) L1 в 9 раз больше, чем L2;
2) L1 в 9 раз меньше, чем L2;
3) L1 в 3 раз больше, чем L2;
4) L1 в 3 раз меньше, чем L2.

16
11.10.2022
76 слайд

Какой из рисунков соответствует возникновению вихревого электрического поля при возрастании индукции магнитного поля?
17
1) 2) 3) 4)
11.10.2022
77 слайд

Какое из перечисленных свойств относится только к вихревому электрическому полю, но не к электростатическому?
Непрерывность в пространстве;
Линии напряженности обязательно связанны с электрическими зарядами;
Работа сил поля при перемещении заряда по любому замкнутому пути равна нулю;
Работа сил поля при перемещении заряда по замкнутому пути может не быть равной нулю
18
11.10.2022
78 слайд

В катушке с индуктивностью 4 Гн сила тока равна 3 А. Чему будет равна сила тока в этой катушке, если энергия магнитного поля уменьшится в 2 раза?
2,14 А;
3 А;
1,73 А;
1,5 А
19
11.10.2022
79 слайд

В однородном магнитном поле находится плоский виток площадью 10 см2 , расположенный перпендикулярно к полю. Какой ток потечет по витку, если индукция поля будет убывать с постоянной скоростью 0,01 Тл/с? Сопротивление витка равно 1 Ом.
10-4 А; 3) 10-3 А;
10-5 А; 4) 0,5. 10-5 А;
20
11.10.2022
80 слайд

Замкнутый проводник сопротивлением R=3 ом находится в магнитном поле. В результате изменения этого поля магнитный поток, пронизывающий контур, возрос с Ф1=0,002Вб до Ф2=0,005Вб. Какой заряд прошел через поперечное сечение проводника? Ответ выразите в милликулонах (мКл).

Ответ: 1мКл
21
11.10.2022
81 слайд

Плоский контур с источником постоянного тока находится во внешнем однородном магнитном поле, вектор индукции которого В перпендикулярен к плоскости контура. На сколько процентов изменится мощность тока в контуре после того, как поле начнет увеличиваться со скоростью 0,01 Тл/с? Площадь контура равна 0,1 м2 , ЭДС источника тока -10мВ.
Ответ: 19%
22
11.10.2022
82 слайд

Квадратная рамка со стороной 0,5 м лежит на столе. Однородное магнитное поле (В=0,4 Тл), направленное перпендикулярно к плоскости рамки, равномерно убывает до нуля в течение 0,1 с. Какую работу совершает за это время вихревое электрическое поле в рамке, если ее сопротивление равно 0,5 Ом?
Ответ: О,2 Дж
23
11.10.2022
83 слайд

Плоская горизонтальная фигура площадью S=0,01 м2 , ограниченная проводящим контуром, имеющим сопротивление R=10 Ом, находится в однородном магнитном поле. Какой заряд протечет по контуру за большой промежуток времени, пока проекция магнитной индукции на вертикаль равномерно меняется с В1 =3Тл до В2 =-3Тл ?
Ответ: 0,006 Кл
С1
11.10.2022
84 слайд

Медный куб с длиной ребра а=0,1 м скользит по столу с постоянной скоростью V=10 м/с, касаясь стола одной из плоских поверхностей. Вектор индукции магнитного поля В=0,2 Тл направлен вдоль поверхности стола и перпендикулярно к вектору скорости куба. Найдите модуль вектора напряженности электрического поля, возникающего внутри металла, и модуль разности потенциалов между центром куба и одной из ее вершин.
Ответ: 0,1В
С2
11.10.2022
85 слайд

1.Мякишев Г.Я. Синяков А.З. «Физика Электродинамика (углубленный уровень)» Издательство: ДРОФА 2019. – 480 с.
2. Зорин Н.И. Тесты по физике: 11 класс.- М., ВАКО 2010
3.Открытый банк ФИПИ http://os.fipi.ru/tasks/3/a
Используемая литература
11.10.2022

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 157 098 материалов в базе

Выберите категорию:
Выберите учебник и тему

Выберите класс:
Тип материала:
- Все материалы
- Статьи
- Научные работы
- Видеоуроки
- Презентации
- Конспекты
- Тесты
- Рабочие программы
- Другие методич. материалы

Найти материалы

Материал подходит для УМК

Другие материалы

Контрольная работа по Кинематике

Учебник: «Физика (базовый уровень)», Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. / Под ред. Парфентьевой Н.А.
Тема: Глава 1. Кинематика точки

12.10.2022
309
2

Гармонические колебания. Решение задач

Учебник: «Физика (базовый уровень)», Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Чаругин В.М. / Под ред. Парфентьевой Н.А.
Тема: § 22. Гармонические колебания

12.10.2022
192
7

Вам будут интересны эти курсы:

Курс повышения квалификации «Информационные технологии в деятельности учителя физики»
Курс профессиональной переподготовки «Клиническая психология: организация реабилитационной работы в социальной сфере»
Курс профессиональной переподготовки «Логистика: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс повышения квалификации «Этика делового общения»
Курс повышения квалификации «Маркетинг в организации как средство привлечения новых клиентов»
Курс профессиональной переподготовки «Организация менеджмента в туризме»
Курс профессиональной переподготовки «Организация маркетинга в туризме»
Курс повышения квалификации «Страхование и актуарные расчеты»
Курс повышения квалификации «ЕГЭ по физике: методика решения задач»
Курс повышения квалификации «Актуальные вопросы банковской деятельности»
Курс профессиональной переподготовки «Осуществление и координация продаж»

Источник

Магнитное поле. Силы

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

Темы кодификатора ЕГЭ: сила Ампера, сила Лоренца.

В отличие от электрического поля, которое действует на любой заряд, магнитное поле действует только на движущиеся заряженные частицы. При этом оказывается, что сила зависит не только от величины, но и от направления скорости заряда.

Сила Лоренца

Сила, с которой магнитное поле действует на заряженную частицу, называется силой Лоренца. Опыт показывает, что вектор vec{F} силы Лоренца находится следующим образом.

1. Абсолютная величина силы Лоренца равна:

(1)

Здесь — абсолютная величина заряда, — скорость заряда, — индукция магнитного поля, alpha — угол между векторами vec{v} и vec{B} .

2. Сила Лоренца перпендикулярна обоим векторам vec{v} и vec{B} . Иными словами, вектор vec{F} перпендикулярен плоскости, в которой лежат векторы скорости заряда и индукции магнитного поля.

Остаётся выяснить, в какое полупространство относительно данной плоскости направлена сила Лоренца.

3. Взаимное расположение векторов vec{v} , vec{B} и vec{F} для положительного заряда показано на рис. 1.

Рис. 1. Сила Лоренца

Направление силы Лоренца определяется в данном случае по одному из двух альтернативных правил.

Правило часовой стрелки. Сила Лоренца направлена туда, глядя откуда кратчайший поворот вектора скорости частицы v к вектору магнитной индукции B виден против часовой стрелки.

Правило левой руки . Располагаем левую руку так, чтобы четыре пальца указывали направление скорости частицы, а линии поля входили в ладонь. Тогда оттопыренный большой палец укажет направление силы Лоренца.
Для отрицательного заряда направление силы Лоренца меняется на противоположное.

Всё вышеперечисленное является обобщением опытных фактов. Формула (1) позволяет связать размерность индукции магнитного поля с размерностями других физических величин:

$B=frac{displaystyle F}{displaystyle qv sin alpha vphantom{1^a}}$

Сила Ампера

Если металлический проводник с током поместить в магнитное поле, то на этот проводник со стороны магнитного поля будет действовать сила, которая называется силой Ампера.

Происхождение силы Ампера легко понять. Ведь ток в металле является направленным движением электронов, а на каждый электрон действует сила Лоренца. Все эти силы Лоренца, действующие на свободные электроны, имеют одинаковое направление и одинаковую величину; они складываются друг с другом и дают результирующую силу Ампера.

Направление силы Ампера определяется по тем же двум правилам, сформулированным выше.

Правило часовой стрелки . Сила Ампера направлена туда, глядя откуда кратчайший поворот тока к полю виден против часовой стрелки .

Правило левой руки . Располагаем левую руку так, чтобы четыре пальца указывали направление тока, а линии поля входили в ладонь. Тогда оттопыренный большой палец укажет направление силы Ампера .

Взаимное расположение тока, поля и силы Ампера vec{F} указано на рис. 2.

Рис. 2. Сила Ампера

На этом рисунке проводник имеет длину , а угол между направлениями тока и поля равен alpha . Мы сейчас выведем выражение для абсолютной величины силы Ампера.

На каждый свободный электрон действует сила Лоренца:

где — скорость направленного движения свободных электронов в проводнике.

Пусть — число свободных электронов в данном проводнике, — их концентрация (число в единице объёма). Тогда:

где — объём проводника, — площадь его поперечного сечения. Получаем:

Мы не случайно выделили скобками четыре сомножителя. Ведь это есть не что иное, как сила тока: (вспомните выражение силы тока через скорость направленного движения свободных зарядов!). В результате приходим к окончательной формуле для силы Ампера:

(2)

Хорошую возможность поупражняться в нахождении направлений магнитного поля и силы Ампера даёт взаимодействие параллельных токов. Оказывается, два параллельных провода отталкиваются, если направления токов в них противоположны, и притягиваются, если направления токов совпадают (рис. 3).

Рис. 3. Взаимодействие параллельных токов

Обязательно убедитесь в этом самостоятельно! Делаем так. Сначала берём произвольную точку на первом проводе и определяем направление магнитного поля, создаваемого в этой точке вторым проводом (правило вам известно — см. предыдущий листок>). Ну а затем находим направление силы Ампера, действующей на первый провод со стороны магнитного поля второго провода.

Рамка с током в магнитном поле

В листках по термодинамике мы говорили о важности циклически работающих машин: они снабжают нас энергией. Понимание законов термодинамики позволило сконструировать тепловые двигатели, которые исправно служат нам и по сей день.

Понимание же законов электромагнетизма дало возможность создать циклическую машину другого типа — электродвигатель.

Мы рассмотрим один из элементов электродвигателя — рамку с током в магнитном поле. Разобравшись в её поведении, мы сможем уловить основную идею функционирования электродвигателя.

Пусть прямоугольная рамка 1234 может вращаться вокруг горизонтальной оси (рис. 4, слева). Рамка находится в вертикальном однородном магнитном поле vec{B} . Ток течёт по рамке в направлении ; это направление показано соответствующими стрелками.

Рис. 4. Рамка с током в магнитном поле

Вектор vec{n} называется вектором нормали; он перпендикулярен плоскости рамки и направлен туда, глядя откуда ток кажется циркулирующим против часовой стрелки. (Иными словами, вектор vec{n} сонаправлен с вектором индукции магнитного поля, которое создаётся током в рамке.) Поворот рамки измеряется углом alpha между векторами vec{n} и vec{B} .

Теперь определим направления сил Ампера, которые действуют на рамку со стороны магнитного поля. Эти силы расставлены на рисунке; вот вам ещё одно упражнение на правило часовой стрелки (левой руки) — обязательно проверьте правильность указанных направлений!

Силы $vec{F_{12}}$ и $vec{F_{34}}$ , приложенные к сторонам и , действуют вдоль оси вращения. Они лишь растягивают рамку и не вызывают её вращение.

Куда более интересны силы $vec{F_{23}}$ и $vec{F_{14}}$ , приложеные соответственно к сторонам и . Они лежат в горизонтальной плоскости и перпендикулярны оси вращения. Эти силы вращают рамку в направлении по часовой стрелке, если смотреть справа (рис. 4, правая часть). Вычислим момент этой пары сил относительно оси вращения рамки.

Пусть длина стороны равна . Тогда

$F_{14} = F_{23} = IB_a.$

Пусть длина стороны равна . Плечо силы $F_{14}$ , как видно из рис. 4 (справа) равно:

$d=OA=frac{displaystyle b}{displaystyle 2 vphantom{1^a}} sin varphi$

Таким же будет плечо силы $vec{F_{23}}$ . Отсюда получаем момент сил, вращающий рамку:

$M=F_{14}d + F_{23}d=IB_a cdot frac{displaystyle b}{displaystyle 2 vphantom{1^a}} sin varphi + IB_a cdot frac{displaystyle b}{displaystyle 2 vphantom{1^a}} sin varphi=IBab sin varphi$

Теперь заметим, что ab=S — площадь рамки. Окончательно имеем:

(3)

В этой формуле площадь служит единственной геометрической характеристикой рамки.Это наводит на мысль, что только площадь рамки и существенна в выражении для вращающего момента. И действительно, можно доказать (разбивая рамку на бесконечно узкие полоски, неотличимые от прямоугольников), что формула (3) справедлива для рамки любой формы с площадью .

Как видно из формулы (3), максимальный вращающий момент равен:

$M_{max} = IBS.$

Эта максимальная величина момента достигается при $varphi = frac{displaystyle pi}{displaystyle 2 vphantom{1^a}}$ , то есть когда плоскость рамки параллельна магнитному полю.

Вращающий момент становится равным нулю при и . Оба этих положения по-своему интересны.

При плоскость рамки перпендикулярна полю, а векторы и направлены в разные стороны. Данное положение является положением неустойчивого равновенсия: стоит хоть немного шевельнуть рамку, как силы Ампера начнут её вращать в том же направлении, поворачивая вектор vec{n} к вектору vec{B} (убедитесь!).

При плоскость рамки также перпендикулярна полю, а векторы vec{n} и vec{B} сонаправлены. Это — положение устойчивого равновенсия: при отклонении рамки возникает вращающий момент, стремящийся вернуть рамку назад (убедитесь!). Начнутся колебания рамки, постепенно затухающие из-за трения. В конце концов рамка остановится в положении ; в этом положении вектор индукции магнитного поля рамки сонаправлен с вектором vec{B} индукции внешнего магнитного поля (вот почему при намагничивании вещества элементарные токи ориентируются так, что их поля направлены в сторону внешнего магнитного поля). Полезное сопоставление: рамка занимает такое положение, что её положительная нормаль ориентируется в том же направлении, что и северный конец стрелки компаса, помещённой в это магнитное поле.

Таким образом, поведение рамки в магнитном поле становится ясным: если отклонить рамку от положения устойчивого равновесия и отпустить, то рамка будет совершать колебания. С точки зрения совершения механической работы это не очень хорошо: если намотать нить на ось вращения и подвесить к нити груз, то груз будет то подниматься, то опускаться.
Но вот если исхитриться и заставить ток менять направление в нужные моменты, то вместо колебаний рамки начнётся её непрерывное вращение и, соответственно, непрерывный подъём подвешенного груза. Тогда-то и получится полноценный электродвигатель; идея с переменой направления тока реализуется с помощью коллектора и щёток.

Благодарим за то, что пользуйтесь нашими материалами.
Информация на странице «Магнитное поле. Силы» подготовлена нашими авторами специально, чтобы помочь вам в освоении предмета и подготовке к экзаменам.
Чтобы успешно сдать нужные и поступить в ВУЗ или техникум нужно использовать все инструменты: учеба, контрольные, олимпиады, онлайн-лекции, видеоуроки, сборники заданий.
Также вы можете воспользоваться другими статьями из разделов нашего сайта.

Публикация обновлена:
08.03.2023

Источник

Колебания перемычки в поле

Хорошая задача с колебаниями перемычки в магнитном поле.
Задача. Две вертикальные проводящие рейки, расстояние между которыми , находятся в однородном магнитном поле с индукцией . Силовые линии поля направлены перпендикулярно плоскости рисунка. Сверху рейки…

Погрешности

В задании 22 ЕГЭ по физике (2017) нужно уметь определять погрешности вычислений различных величин. Теория вычисления различных погрешностей — сложная самостоятельная наука, которую преподают обычно в вузах. Для школы и для успешной сдачи экзамена нам потребуются базовые знания, которые я и собрала в этой статье.
В…

03.09.2017 06:40:20 | Автор: Анна

Источник

Оглавление:

Основные теоретические сведения

Сила Ампера

Момент сил, действующих на рамку с током

Сила Лоренца

Теория о магнитном поле

Магнитное взаимодействие токов

Вектор магнитной индукции

Магнитные свойства вещества

Магнитный поток. Электромагнитная индукция

Движение проводника в магнитном поле

Индуктивность. Самоиндукция. Энергия магнитного поля

Правило Ленца

Теория по физике на тему «Магнетизм»

Теория по физике на тему «Магнетизм»

Магнитное поле и его основные свойства

Электричество

Электростатика на ЕГЭ: способы упрощение подготовки

Описание презентации по отдельным слайдам:

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

Материал подходит для УМК

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Магнитное поле. Силы

Темы кодификатора ЕГЭ: сила Ампера, сила Лоренца.

Сила Лоренца

Сила Ампера

Рамка с током в магнитном поле

Колебания перемычки в поле

Погрешности