При прохождении тока по проводнику вокруг него появляется магнитное поле. Векторную характеристику магнитного поля именуют вектором магнитной индукции . Это поле оказывает на рамку с током, помещенную в поле, ориентирующее действие. Такое действием магнитного поля на рамку с током либо магнитную стрелку можно применять для определения направления вектора магнитной индукции. За принимается направление, который указывает северный полюс N магнитной стрелки. Для определения направления вектора магнитной индукции поля, сделанного прямолинейным проводником с током, пользуются правилом буравчика: если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика показывает направление вектора магнитной индукции.
направление вектора магнитного поля прямого проводника с током.
Если между полюсами подковообразного магнита поместить проводник с током, то он будет втягиваться либо выталкиваться из поля магнита. Закон, определяющий силу, действующую на отдельный маленький участок проводника, был установлен в 1820 г. А. Ампером.
Сила деяния однородного магнитного поля на проводник с током прямо пропорциональна силе тока, длине проводника, модулю вектора индукции магнитного поля, синусу угла между вектором индукции магнитного поля и проводником:
F=B . I . ℓ . sin α — закон Ампера.
- Сила Ампера максимальна, если вектор магнитной индукции перпендикулярен проводнику.
- Если вектор магнитной индукции параллелен проводнику, то магнитное поле не оказывает никакого деяния на проводник с током, т.е. сила Ампера равна нулю.
Направление силы Ампера (правило левой руки) Если левую руку расположить так, дабы перпендикулярная составляющая вектора В заходила в ладонь, а четыре вытянутых пальца были ориентированы по направлению тока, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы, действующей на проводник с током.
Макроскопическим проявлением силы Лоренца является сила Ампера. Запишем силу, действующую на одну частичку. Если заряженная частичка влетает в магнитное поле со скоростью , на нее со стороны магнитного поля действует сила, которую именуют силой Лоренца: , a – угол между векторами и .
- В однородном магнитном поле, направленном перпендикулярно вектору скорости, под действием силы Лоренца заряженная частичка будет умеренно двигаться по окружности неизменного радиуса r. Сила Лоренца в данном случае является центростремительной силой:
- Если заряженная частичка движется в магнитном поле так, что вектор скорости составляет с вектором магнитной индукции угол a , то траекторией движения частички является винтообразная линия с радиусом r.
Если расположить левую руку так, дабы составляющая магнитной индукции , перпендикулярная скорости заряда, заходила в ладонь, а четыре вытянутых пальца были ориентированы по движению положительного заряда, то отогнутый на 90 0 большой палец укажет направление действующей на заряд силы Лоренца Fл
Презентация к уроку в 9,11 классе "Действие магнитного поля на проводник с током. Сила Ампера. Сила Лоренца"
презентация к уроку (физика, 9 класс) по теме
Презентация по теме "Действие магнитного поля на проводник с током. Сила Ампера. Сила Лоренца" может быть применена при разъяснении нового материала в 9 и 11 классе.
Скачать:
| 9-11_kl_sila_ampera.pptx | 2.58 МБ |
Подготовительный просмотр:
Дабы воспользоваться подготовительным просмотром презентаций сделайте для себя акк (учетную запись) Гугл и войдите в него: https://accounts.гугл.com
Подписи к слайдам:
Действие магнитного поля на проводник с током. Сила Ампера
Взаимодействие проводников с током
Сила Ампера Сила Ампера – F a – сила, действующая на проводник с током в магнитном поле
Направление силы Ампера Правило левой руки
Действие сил Ампера на рамку с током в магнитном поле
Какая стрелка укажет направление силы Ампера?
Обусловьте направление силы Ампера
Задачка Какова индукция магнитного поля, в каком на проводник с длиной активной части 5 см действует сила 50 мН? Сила тока в проводнике 25 А. Проводник размещен перпендикулярно вектору индукции магнитного поля.
Действие силы Лоренца
Направление силы лоренца + V
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Разработка урока по физике в 9 классе: "Воздействие магнитного поля на проводник с током. Правило левой руки"
Урок по физике для 9 класса. Предоставлен конспект урока, презентация к нему.
Разработка урока по физике 11 класс "Деиствие магнитного поля на проводник с током"
Разработка урока по физике 11 класс "Деиствие магнитного поля на проводник с током".
сайт-урок физики в 9 классе по теме: "Действие магнитного поля на проводник с током"
по ссылке https://sites.гугл.com/site/vypusknaarabotanesterokna/ можно пройти на веб-сайт с уроком по физике. Материал можно применять для подготовки к уроку, для проведения урока, дл.
Встроенный урок физики, информатики и искусства в 9 — м классе по теме: «Действие магнитного поля на проводник с током. Правило левой руки» из раздела «ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ» с элементами экологического воспитания.
Структура технологической карты в согласовании с требованиями ФГООС по теме «Действие магнитного поля на проводник с током. Правило левой руки» из раздела «ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ».Цель: формиро.
презентация "Действие магнитного поля на проводник с током"
Действие магнитного поля на проводник с током. Электрический мотор.
Презентация к уроку в 8 классе "Действие магнитного поля на проводник с током"
Презентация к открытому уроку в 8 классе.
Урок «Действие магнитного поля на проводник с током, на перемещающиеся электрические заряды. Правило левой руки» (платформа ZOOM, видео урок с опорой на презентацию)
В пределах дистанционного обучения для обуающихся разработан план занятия на платформе ZOOM, в пределах проведения видеоурока.
Магнитное поле силы ампера и лоренца
§ 3 Закон полного тока.
Вихревой нрав магнитного поля
;
,
где – проекция вектора на вектор .
;
;
.
Закон полного тока:
Циркуляция вектора по произвольному замкнутому контуру равна сумме токов, охватываемых этим контуром
;
.
Положительными числятся те токи, направление которых с направлением обхода подчиняется правилу правой руки. Токи, направление которых обратно направлению обхода, берутся со знаком минус.
.
- В отличие от электростатического поля, для которого циркуляция вектора равна нулю и электростатическое поле является возможным, циркуляция магнитного поля не равна нулю , если контур, по которому мы рассматриваем циркуляцию, обхватывает токи. Поле, циркуляция которого отлична от нуля, именуется вихревым либо соленоидальным. Поэтому, магнитное поле является вихревым. У вихревого поля силовые полосы замкнуты, поэтому, магнитных зарядов не существует.
§4 Магнитное поле соленоида и тороида
Соленоид представляет цилиндрический каркас, на который намотаны витки проволоки. Разглядим нескончаемо длиннющий соленоид, т.е. соленоид у которого ? >> d , где ? — длина, d – поперечник соленоида. Снутри такового соленоида магнитное поле однородно. Однородным именуется поле, силовые полосы которого параллельны и густота их постоянна.
Применим закон полного тока для вычисления напряженности магнитного поля соленоида. Представим контур L , по которому рассматривается циркуляция вектора , состоящим из 4 связанных участков 1-2; 2-3; 3-4; 4-1. Тогда циркуляция вектора по избранному нами контуру L будет равна
.
;
, т.к. и, поэтому, ,
, т.к. мы избрали участок 3-4 довольно далековато от соленоида и можно считать, что поле вдалеке от соленоида равно нулю,
, т.к. и, поэтому, .
L обхватывает N токов, где N – число витков соленоида, тогда по закону полного тока
;
— магнитное поле нескончаемо длинноватого соленоида
n – плотность намотки – число витков на единицу длины .
Напряженность поля снутри соленоида равна числу витков, приходящихся на единицу длины соленоида, умноженному на силу тока.
Тороид – тор, с намотанными на него витками проволоки. В отличие от соленоида, у которого магнитное поле имеется как снутри, так и снаружи, у тороида магнитное поле на сто процентов сосредоточено снутри витков, т.е. нет рассеивания энергии магнитного поля.
,
где .
– магнитное поле тороида.
§5 Сила Ампера
- Ампер изучал действие магнитного поля на проводники с током и установил, что сила , с которой магнитное поле действует на элемент проводника с током ? , находящимся в магнитном поле , прямо пропорциональна силе тока ? и векторному произведению элемента проводника на магнитную индукцию
– Сила Ампера (либо закон Ампера)
Направление силы Ампера находится по правилу векторного произведения – по правилу левой руки: четыре вытянутых пальца левой руки расположить по направлению тока, вектор заходит в ладонь, отогнутый под прямым углом большой палец покажет направление силы, действующей на проводник с током. (Можно также найти направление при помощи правой руки: вращаем четыре пальца правой руки от первого сомножителя ко второму , большой палец укажет направление .)
Модуль силы Ампера
,
где α – угол между векторами и .
Если поле однородно, а проводник с током конечных размеров, то
,
.
При перпендикулярном
.
- Определение единицы измерения силы тока.
Хоть какой проводник с током делает вокруг себя магнитное поле. Если поместить в это поле другой проводник с током, то между этими проводниками появляются силы взаимодействия. При всем этом параллельные сонаправленные токи притягиваются, обратно направленные — отталкиваются.
Разглядим два нескончаемо длинноватых параллельных проводника с токами I 1 и I 2, находящимися в вакууме на расстоянии d (для вакуума µ = 1). В согласовании с законом Ампера
.
Магнитное поле прямого тока равно
,
,
сила, действующая на единицу длины проводника
.
Сила, действующая на единицу длины проводника между 2-мя нескончаемо длинноватыми проводниками с током, прямо пропорциональна силе тока в каждом из проводников и назад пропорциональна расстоянию между ними.
Определение единицы измерения силы тока – Ампера:
За единицу силы тока в системе СИ принята такая сила неизменного тока, который протекая по двум нескончаемо длинноватым параллельным проводникам нескончаемо малого сечения, размещенным в вакууме на расстоянии 1 м друг от друга, вызывает силу, действующую на единицу длины проводника, равную 2·10 -7 Н.
.
§6 Сила Лоренца
В согласовании с законом Ампера сила, действующая на элемент тока , определяется по формуле
.
Учтём, что простый ток есть не что другое, как направленное движение электрических зарядов
,
где V – объём, n – концентрация носителей, j – плотность тока, S – площадь поперечного сечения проводника, e – заряд электрона ( e = 1,6·10 -19 Кл), dl — длина элемента проводника, – скорость направленного движения электронов.
;
;
.
Силу Ампера, действующую на простый ток можно рассматривать, как результирующую силу деяния всех сил со стороны магнитного поля на каждый заряд в отдельности. Тогда, силу, действующую на перемещающийся заряд в магнитном поле, мы найдём, разделив силу Ампера на число зарядов в рассматриваемом элементе объёма проводника
.
Эта сила именуется силой Лоренца:
.
– модуль силы Лоренца
Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки: четыре пальца левой руки – по скорости, вектор заходит в ладонь, отогнутый под прямым углом большой палец покажет направление силы Лоренца для положительного заряда. Для отрицательного заряда – четыре пальца против скорости, далее тоже, что и для положительного заряда.
