Изучение действия магнитного поля на проводник с током

Практическая работа №12

Подготовительная часть
Для выполнения работы необходимо вспомнить теоретический материал по теме «Действие магнитного поля». Для этого вам предлагается ответить самостоятельно на следующие вопросы и заполнить пропущенные места в предложениях.

Силы, с которыми проводники с током действуют друг на друга, называют .

Если токи противоположны по направлению, проводники , если токи одного направления, проводники . В пространстве, окружающем токи, возникает

. Электрический ток в одном из проводников создает вокруг себя магнитное поле, которое во втором проводнике. А поле, созданное другим током, .

Силовая характеристика магнитного поля –

За направление вектора принимают направление от южного полюса S к северному полюсу N стрелки компаса, свободно ориентированной в магнитном поле.

По правилу буравчика определяют

Французский физик Андре-Мари Ампер (1775-1836) в 1820 г впервые пришел к выводу:

Проведя много опытов, он установил закон, названный его именем:

Правило левой руки используют для

Действие магнитного поля на проводник с током является результатом действия поля на

внутри проводника.

Силу, которая действует на каждый со стороны магнитного поля, называют силой . Она также определяется по правилу левой руки.

Изобразите вектор силы Ампера, вектор магнитной индукции и вектор, описывающий направление тока.
Изобразите вектор силы Лоренца, вектор магнитной индукции и вектор, описывающий направление движения заряда.

Поскольку сила Лоренца перпендикулярна скорости частицы, то она не выполняет работу. Согласно теореме о кинетической энергии это означает, что она не изменяет кинетической энергии частицы и, следовательно, модуля ее скорости. Под действием силы Лоренца меняется лишь направление скорости частицы.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Если частица влетает в электрическое поле под углом ,то…

Частица движется по инерции.

()

Частица движется по кругу.

Период вращения

Частица движется по спирали.

h – шаг спирали. , где Т – период вращения

Заполните таблицу.

Название величины	Обозначение величины	Единица измерения	Значение	Связь с другими величинами
Магнитная индукция
Напряженность магнитного поля
Сила Ампера
Сила Лоренца

Практическая часть.
Выберите правильное утверждение. На рис 12.1 изображен проводник с током, расположенный перпендикулярно к плоскости чертежа, между полюсами магнита. В каком направлении должен двигаться проводник?

А. Влево.

Б. Вправо.

В. От нас.

Рис 12.1

На рис 12.2 изображен проводник с током, расположенный между полюсами магнита. В каком направлении будет двигаться проводник с током в данном магнитном поле?

А. От нас.

Б. К нам.

В. Вниз чертежа.

Рис 12.2

Провод с током расположен между полюсами магнита (рис12.3).

А. Силовые линии магнитного поля магнита направлены снизу вверх.

Б. Сила, действующая на проводник с током, направлена параллельно силовым линиям магнитного поля.

В. Если поменять местами полюса магнита, B

направление действующей на провод силы

изменится на противоположное.

Рис 12.3

Как можно изменить направление движения проводника с током в магнитном поле?

А. Увеличить силу тока в проводнике.

Б. Уменьшить силу тока в проводнике.

В. Поменять местами полюса магнита.

Между полюсами магнита подвешена рамка. По рамке пропускают электрический ток (направление тока показано на рис 12.4)

А. Силовые линии магнитного поля магнита направлены от южного полюса к северному.

Б. Под действием магнитного поля рамка поворачивается так, что сторона АВ движется от нас. A D

В. Проходящий через рамку ток создает магнитное поле.

B C

Рис 12.4

Куда направлена сила Ампера, действующая на проводник (рис 12.5)?

А. Вниз

Б. Вверх.

В. Влево.

Г. Вправо.

Рис 12.5

Куда направлена сила Лоренца, действующая на электрон в магнитном поле (Рис 12.6)?

А. Вниз.

Б. Вверх.

В. Влево.

Г. Вправо.

Рис 12.6

Куда направлена сила Лоренца, действующая на протон в магнитном поле (Рис 12.7)?

А. Вниз.

Б. Вверх.

В. Влево.

Г. Вправо.

Рис 12.7

Какова индукция магнитного поля, если на проводник с длиной активной части 5 см действует сила 50 мН? Сила тока в проводнике 25 А.

А. 20 мТл

Б. 30 мТл

В. 40 мТл

Какая сила действует на протон, движущийся в магнитном поле с индукцией 0,2 Тл со скоростью 10 Мм/с перпендикулярно линиям магнитной индукции?

А. 0,24 пН

Б. 0,36 пН

В. 0,45 пН

Решите задачи, выбрав подходящий уровень сложности. Выполнение всех задач среднего уровня соответствует оценке «3», выполнение к ним достаточного уровня – оценке «4». Дополнительно к ним можно выполнить задания высокого уровня, тем самым повысив оценку на 1 балл (до «4», до «5»)

Пример: Два параллельных проводника, по которым текут токи в одном направлении, притягиваются. Почему же два параллельных электронных пучка отталкиваются? Можно ли поставить опыт так, чтобы параллельные проводники, по которым текут токи в одном направлении, тоже отталкивались?

Решение: Проводники, по которым текут токи, обычно электрически нейтральны, и поэтому взаимодействие между ними – только магнитное. Между электронными пучками тоже действует магнитное притяжение, но гораздо более сильным оказывается электрическое отталкивание одноименно заряженных частиц. Это отталкивание приводит также к расширению пучков.

Параллельные проводники, по которым текут токи в одном направлении, тоже будут отталкиваться, если им сообщить достаточно большие одноименные заряды.

Средний уровень

От чего зависит направление силы, действующей на проводник с током, находящийся в магнитном поле?

На какие части рамки не действуют силы со стороны магнитного поля?

Какими способами создается магнитное поле в электродвигателе?

Как можно показать, что магнитное поле действует на проводник с током?
Как можно изменить направление движения проводника в магнитном поле?

Почему в метро применяют только электрические двигатели, а не тепловые?

Достаточный уровень

На рис 12.8 показан проводник с током, находящийся в магнитном поле.

Ток в проводнике направлен к наблюдателю. Укажите направление силы,

действующей на проводник.

Рис 12.8

На рис 12.9 показан проводник с током, находящийся в магнитном поле.

Ток в проводнике направлен от наблюдателя.

Укажите направление силы, действующей на проводник.

Рис 12.9

На рис 12.10 показан проводник с током, находящийся в магнитном поле.

Зная направление силы, действующей на проводник с током

в магнитном поле, определите направление тока в проводнике.

Рис 12.10

На рис 12.11 показан проводник с током, находящийся в магнитном поле.

Зная направление тока в проводнике и направление силы, действующей

на проводник со стороны магнитного поля, укажите направление линий I

магнитного поля.

Рис 12.11

Определите полюса магнита (рис 12.12), если известно, что при

направлении тока к наблюдателю, проводник перемещается влево.

Рис 12.12

В каком направлении повернется рамка с током (рис 12.13) в магнитном

поле при замыкании цепи?

Рис 12.13

Высокий уровень

На рис 12.14 показан проводник с током, находящийся в магнитном