Магнетизм

Содержание Структурно-логическая схема Условные обозначения Словарь Утверждения Задачи

Структурно-логическая схема Пост. магниты Движущиеся заряды Токи разных направлений отталкиваются Одинаковых притягиваются Одноимённые отталкиваются Разноимённые притягиваются Магнитное поле Сила Лоренца Сила Ампера Модуль: FА = IBl sin⍺ Направление: По правилу левой руки Характеристики Вектор магнитной индукции Магнитный поток Линии магнитной индукции замкнуты Магнитное поле – вихревое поле Направление Величина и единицы измерения Принцип суперпозиции В = В1 + В2 + В3 + …+ Вn Направление: По правилу левой руки Модуль: FЛ = |q|Ʊ Bsin ⍺ Величина и единицы направления

Условные обозначения B – вектор магнитной индукции [Тл] – Тесла B = Fmax/I∆l FA – сила Ампера [Н] – Ньютон FA = IBl sin⍺ , где l - длина проводника, находящегося в магнитном поле; I – сила тока; sin⍺ - синус угла между вектором магнитной индукции и силой тока; B – вектор магнитной индукции. FЛ – сила Лоренца [Н] – Ньютон FЛ = |q|Ʊ Bsin ⍺ , где Ʊ – скорость движения частиц; q– заряд частицы; sin⍺ - синус угла между вектором магнитной индукции и скоростью движения частиц; B – вектор магнитной индукции; Ф – магнитный поток [Вб] – Вебер Ф = BS cos ⍺ , где B – вектор магнитной индукции; S – площадь поперечного сечения проводника; cos ⍺ - косинус угла между нормалью и вектором магнитной индукции;

Словарь Постоянные магниты – вещества, надолго сохраняющие магнитные свойства. Магнитное поле – особый вид материи, обладающий специфическими свойствами: - порождается движущимися зарядами; - порождается постоянным магнитом; - обнаруживается по действию на заряд; - существует реально, независимо от человека; Вектор магнитной индукции – векторная физическая величина, характеризующая магнитное поле; Линии магнитной индукции – линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора магнитной индукции в этой точке; Магнитный поток – произведение вектора магнитной индукции площади поперечного сечения проводника и косинуса угла между нормалью и вектором магнитной индукции.

Утверждения Правило буравчика для прямого тока Если ввинчивать буравчик то направление скорости движения конца его рукоятки в данной точке совпадает с направлением вектора магнитной индукции в данной точке. Правило правой руки для прямого тока Если охватить проводник правой рукой, направив отогнутый большой палец по направлению ток, то кончики остальных четырёх пальцев в данной точке покажут направление вектора магнитной индукции в данной точке. Принцип суперпозиции – результирующий вектор магнитной индукции в данной точке складывается из векторов магнитной индукции, созданной различными токами в этой точке. B2 B1 B1+2

Вихревое поле – это магнитное поле с замкнутыми линиями магнитной индукции.

Закон Ампера Сила, с которой магнитное поле действует на помещённый в него отрезок проводника с током, равна произведению силы тока, модуля вектора магнитной индукции, длины отрезка проводника и синуса угла между направлением тока и магнитной индукцией: FA = IBl sin⍺ Правило левой руки Если кисть левой руки расположить так, что четыре вытянутых пальца указывают направление тока в проводнике, а вектор магнитной индукции входит в ладонь, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы, действующей на отрезок проводника.

Сила Лоренца Сила, действующая на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля : FЛ = FA/N Закон Лоренца. Если кисть левой руки расположить так, что четыре вытянутых пальца указывают направление скорости положительного заряда, а вектор магнитной индукции входит в ладонь, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы, действующей на данный заряд. Частица влетела в магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции Частица влетела в магнитное поле под углом ⍺

Параллельно расположенные проводники, по которым протекают токи в одном направлении, притягиваются. Параллельно расположенные проводники, по которым протекают токи в разных направлениях, отталкиваются. Сила взаимодействия таких проводников рассчитывается по формуле: I1I2 R F= km ∆l I1I2 – сила тока в проводниках km – коэффициент пропорциональности равный km = 2*10 -7 Н / А2 R – расстояние между проводниками ∆l – рассматриваемый отрезок проводника

Задачи 1.Найдите силу, действующую на каждый отрезок проводника с током, находящегося в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,1 Тл, если I = 5 А, l12= 20 см., l23= 15 см., l34= 12 см., l45= 20 см. 1 2 3 4 5 В 45° Дано: Решение В = 0,1 Тл FA = IBl sin⍺ I = 5 А F12 = 5 А * 0,1 Тл * 0,2 м * 0 = 0 l12= 20 см = 0,2 м. F23 = 5 А * 0,1 Тл * 0,15 м * 1 = 0,075 Н l 23 = 15 см = 0,15 м. F34 = 5 А * 0,1 Тл * 0,12 м * 1 / = 0,042 Н l34 = 12 см = 0,12 м. F45 = 5 А * 0,1 Тл * 0,15 м * 0 = 0 l45 = 15 см = 0,15 м. F - ? 2

Прямой проводник длиной 15 см. помещён в однородное магнитное поле с индукцией 0,4 Тл, направленной перпендикулярно направлению тока. Сила тока, протекающего по проводнику, равна 6 А. Найдите силу Ампера, действующую на проводник. Дано: Решение l = 15 см = 0,15 м FA = IBl sin⍺ B = 0,4 Тл FA = 6 А * 0,4 Тл * 0,15 м * 1 = 0,36 Н I = 6 А _________________ Ответ: FА = 0,36 Н. FА- ?

Индукция магнитного поля В = 0,3 Тл направлена в положительном направлении оси Х. Протон движется со скоростью 5 * 106 м/с в положительном направлении оси Y. Заряд протона равен 1,6 * 10-19 Кл. Найдите радиус окружности, по которой движется протон, а также период обращения по этой окружности. (Масса протона равна 1,67*10-27 кг. Дано: Решение В = 0,3 Тл mƱ 2π m Ʊ = 5*106 м/с qB q B q = 1,6*10 -19 Кл 1,67*10 -27 кг * 5*106 м/с mp = 1,67*10 -27 кг 1,6*10 -19 Кл * 0,3 Тл _______________________ R-? 2 * 3,14 * 1,67 * 10-27 кг T-? 1,6 *10 -19 Кл * 0,3 Тл Ответ: R = 0,17 м, T = 0,22 мкс. Т = Т = R = R = = 0,17м = 0,22 мкс содержание назад