Сформулируйте правило для определения направления силы Ампера.
Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь для публикации ответа на этот вопрос.
решение вопроса
Связанных вопросов не найдено
Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.
- Все категории
- экономические 43,679
- гуманитарные 33,657
- юридические 17,917
- школьный раздел 612,713
- разное 16,911
Популярное на сайте:
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
- Обратная связь
- Правила сайта
сформулируйте правило левой руки для определения направления силы, действующей на заряд в магнитноп поле?
Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца направить по направлению движения положительно заряженной частицы (в обратную сторону движения отрицательно заряженной частицы) , то отставленный на 90 градусов большой палец укажет направление действующей на силу чатицы. Эта сила называется силой Лоренца.
Остальные ответы
Левой руки правило, удобное для запоминания правило для определения направления механической силы, которая действует на находящийся в магнитном поле проводник с током. Л. р. п. можно сформулировать следующим образом: если расположить левую ладонь так, чтобы вытянутые пальцы совпадали с направлением тока, а силовые линии магнитного поля входили в ладонь, то отставленный большой палец укажет направление силы, действующей на проводник. При применении Л. р. п. для определения направления силы, действующей на электрон или отрицательный ион, движущийся в магнитном поле, необходимо учитывать, что направление движения электрона противоположно общепринятому условному направлению электрического тока. Л. р. п. определяет направление действия магнитной части Лоренца си
Похожие вопросы
По какому правилу определяется направление силы Ампера?
Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь для публикации ответа на этот вопрос.
решение вопроса
Связанных вопросов не найдено
Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.
- Все категории
- экономические 43,679
- гуманитарные 33,657
- юридические 17,917
- школьный раздел 612,713
- разное 16,911
Популярное на сайте:
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
- Обратная связь
- Правила сайта
§ 4. Сила Ампера
Из § 1 вы узнали, что магнитное поле действует на проводник с током с некоторой силой. А из курса физики 8 класса помните, что сила — это векторная физическая величина, поэтому, чтобы полностью определить силу, нужно уметь рассчитывать ее значение и определять направление. От чего зависит значение силы, с которой магнитное поле действует на проводник с током, как направлена эта сила и почему ее называют силой Ампера, вы узнаете из данного параграфа.
1. Характеризуем силу, действующую на проводник с током
Между полюсами подковообразного постоянного магнита подвесим на тонких и гибких проводах прямой алюминиевый проводник (рис. 4.1, а). Если через проводник пропустить ток, проводник отклонится от положения равновесия (рис. 4.1, б). Причина такого отклонения — сила, действующая на проводник с током со стороны магнитного поля. Доказал наличие этой силы и выяснил, от чего зависят ее значение и направление, А. Ампер. Именно потому эту силу называют силой Ампера.
Сила Ампера — это сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током.
Рис. 4.1. Опыт, демонстрирующий действие магнитного поля на алюминиевый проводник: при отсутствии тока магнитное поле на проводник не действует (а); если в проводнике течет ток, на проводник действует магнитное поле и проводник отклоняется (б)
Сила Ампера прямо пропорциональна силе тока в проводнике и длине активной части проводника (то есть части, расположенной в магнитном поле). Сила Ампера увеличивается с увеличением индукции магнитного поля и зависит от того, под каким углом к линиям магнитной индукции расположен проводник.
Значение силы Ампера (FА) вычисляют по формуле:
где В — магнитная индукция магнитного поля; I — сила тока в проводнике; l — длина активной части проводника; α — угол между направлением вектора магнитной индукции и направлением тока в проводнике (рис. 4.2).
Рис. 4.2. Угол α — это угол между направлением вектора магнитной индукции и направлением тока в проводнике
Обратите внимание! Магнитное поле не будет действовать на проводник с током (FА = 0), если проводник расположен параллельно магнитным линиям поля (sin α = 0).
Чтобы определить направление силы Ампера, используют правило левой руки:
Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывали направление тока в проводнике, то отогнутый на 90° большой палец укажет направление силы Ампера (рис. 4.3).
Рис. 4.3. Определение направления силы Ампера по правилу левой руки
• На рис. 4.4 показано определение направления силы Ампера, действующей на проводник, расположенный в однородном магнитном поле. Определите направление тока в проводнике, направление магнитной индукции и направление силы Ампера.
Рис. 4.4. К заданию в § 4
2. Получаем формулу для определения модуля магнитной индукции
Если проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции (α = 90°, sin α = 1), поле действует на проводник с максимальной силой:
Отсюда получаем формулу для определения модуля магнитной индукции:
Обратите внимание! Значение магнитной индукции не зависит ни от силы тока в проводнике, ни от длины проводника, а зависит только от свойств магнитного поля.
Например, если уменьшить силу тока в проводнике, то уменьшится и сила Ампера, с которой магнитное поле действует на проводник, а вот значение магнитной индукции останется неизменным.
В СИ единица магнитной индукции — тесла (Тл), единица силы — ньютон (Н), силы тока — ампер (А), длины — метр (м), поэтому:
1 Тл — это индукция такого однородного магнитного поля, которое действует с максимальной силой 1 Н на проводник длиной 1 м, в котором течет ток силой 1 А.
3. Учимся решать задачи
Задача 1. Докажите, что два параллельных проводника, в которых текут токи одного направления, притягиваются.
Анализ физической проблемы. Около любого проводника с током существует магнитное поле, следовательно, каждый из двух проводников находится в магнитном поле другого. На первый проводник действует сила Ампера со стороны магнитного поля, созданного током во втором проводнике, и наоборот. Определив по правилу левой руки направления этих сил, выясним, как будут вести себя проводники.
Решение
Решая задачу, выполним пояснительные рисунки: изобразим проводники А и В, покажем направления тока в них и т. д.
Выясним направление силы Ампера, которая действует на проводник А, находящийся в магнитном поле проводника В.
1) С помощью правила буравчика найдем направление линий магнитной индукции магнитного поля, созданного проводником В (рис. 1, а). Выясняется, что вблизи проводника А магнитные линии направлены к нам (обозначено «•»).
Рис. 1
2) Воспользовавшись правилом левой руки, определим направление силы Ампера, действующей на проводник А со стороны магнитного поля проводника В (рис. 1, б).
3) Приходим к выводу: проводник А притягивается к проводнику В.
Теперь выясним направление силы Ампера, которая действует на проводник В, находящийся в магнитном поле проводника А.
1) Определим направление линий магнитной индукции магнитного поля, созданного проводником А (рис. 2, а). Выясняется, что вблизи проводника В магнитные линии направлены от нас (обозначено «х»).
Рис. 2
2) Определим направление силы Ампера, действующей на проводник В (рис. 2, б).
3) Приходим к выводу: проводник В притягивается к проводнику А.
Ответ: два параллельных проводника, в которых текут токи одного направления, притягиваются.
Задача 2. Прямой проводник (стержень) длиной 0,1 м и массой 40 г находится в горизонтальном однородном магнитном поле индукцией 0,5 Тл. Стержень расположен перпендикулярно магнитным линиям поля (рис. 3). Ток какой силы и в каком направлении следует пропустить по стержню, чтобы стержень не давил на опору (завис в магнитном поле)?
Рис. 3
Анализ физической проблемы. Стержень не будет давить на опору, если сила Ампера уравновесит силу тяжести. Это произойдет при условиях: 1) сила Ампера будет направлена противоположно силе тяжести (то есть вертикально вверх); 2) значение силы Ампера будет равно значению силы тяжести: FA = Fтяж.
Направление тока определим, воспользовавшись правилом левой руки.
Подводим итоги
Силу, с которой магнитное поле действует на проводник с током, называют силой Ампера. Значение силы Ампера находят по формуле: FА = BIlsinα, где В — индукция магнитного поля; I — сила тока в проводнике; l — длина активной части проводника; α — угол между направлением вектора магнитной индукции и направлением тока в проводнике.
Направление силы Ампера определяют по правилу левой руки: если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывали направление тока в проводнике, то отогнутый на 90° большой палец укажет направление силы Ампера.
Контрольные вопросы
1. Опишите опыт, подтверждающий, что в магнитном поле на проводник с током действует сила. 2. Дайте определение силы Ампера. 3. От чего зависит значение силы Ампера? По какой формуле ее определяют? 4. Как следует расположить проводник, чтобы сила Ампера была наибольшей? Когда магнитное поле не действует на проводник? 5. Сформулируйте правило для определения направления силы Ампера. 6. Приведите формулу для определения модуля магнитной индукции. 7. Дайте определение единицы магнитной индукции.
Упражнение № 4
1. На рис. 1 показано направление тока в проводнике и направление линий магнитной индукции магнитного поля для нескольких случаев. Определите направление силы Ампера для каждого случая а-г.
Рис. 1
2. В прямолинейном проводнике длиной 60 см течет ток силой 1,2 А. Проводник расположен в однородном магнитном поле индукцией 1,5 Тл. Определите наибольшее и наименьшее значения силы Ампера, которая может действовать на проводник.
3. Проводник с током отклоняется в магнитном поле постоянного магнита. Определите: а) полюсы магнита (рис. 2); б) полюсы источника тока (рис. 3).
Рис. 2
Рис. 3
4. В однородном магнитном поле индукцией 40 мТл на прямолинейный проводник с током 2,5 А действует сила Ампера 60 мН. Определите: а) длину проводника, если он расположен под углом 30° к линиям магнитной индукции; б) работу, которую выполнило магнитное поле, если под действием силы Ампера проводник переместился на 0,5 м в направлении действия этой силы.
5. Докажите, что два проводника, в которых текут токи противоположных направлений, отталкиваются.
6. Горизонтальный проводник массой 5 г и длиной 10 см лежит на рельсах в вертикальном магнитном поле индукцией 25 мТл (рис. 4). Определите: а) в каком направлении будет двигаться проводник, если замкнуть электрическую цепь; б) коэффициент трения, если при силе тока в проводнике 5 А проводник движется прямолинейно равномерно.
Рис. 4
7. Составьте задачу, обратную задаче 2 в пункте 3 § 4.
Экспериментальное задание
«Соленый двигатель». Подвесьте к мягкой металлической пружине железный гвоздь; острие гвоздя опустите в раствор поваренной соли так, чтобы оно только касалось жидкости (см. рис. 5). Соберите электрическую цепь, как показано на рис. 5. Замкните цепь — гвоздь начнет колебаться, разомкните цепь — колебания быстро прекратятся. Объясните наблюдаемое явление.
Рис. 5