Чему равна сила ампера действующая на стальной прямой проводник с током 10 а

Обновлено: 17.05.2024

Модуль силы Ампера обозначается как F_A. Единица измерения — Ньютон (Н).

Математически модуль силы Ампера определяется как произведение модуля вектора магнитной индукции B, силы тока I, длины проводника l и синуса угла α между условным направлением тока и вектором магнитной индукции:

F A = B I l sin . α

Максимальное значение сила Ампера принимает, когда ток в проводнике направлен перпендикулярно вектору магнитной индукции, так как sin . 90 ° = 1 . И сила Ампера отсутствует совсем, если ток в проводнике направлен относительно вектора магнитной индукции вдоль одной линии. В этом случае угол между ними равен 0, а sin . 0 ° = 1 .

Пример №1. Максимальная сила, действующая в однородном магнитном поле на проводник с током длиной 10 см, равна 0,02 Н. Сила тока в проводнике равна 8 А. Найдите модуль вектора магнитной индукции этого поля.

Так как речь идет о максимальной силе, действующей на проводник с током, то sin . α при этом равен 1 (проводник с током расположен перпендикулярно вектору магнитной индукции).

Определение направления силы Ампера

Направление вектора силы Ампера определяется правилом левой руки.

Правило левой руки

Если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная проводнику составляющая вектора магнитной индукции → B входила в ладонь, то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы, действующий на отрезок проводника (направление силы Ампера).

Пример №2. В однородном магнитном поле находится рамка, по которой начинает течь ток (см. рисунок). Какое направление (вверх, вниз, влево, вправо, от наблюдателя, наблюдателю) имеет сила, действующая на нижнюю сторону рамки?

Работа силы Ампера

Проводники, на которые действует сила Ампера, могут перемещаться под действием этой силы. В этом случае говорят, что сила Ампера совершает работу. Из курса механики вспомним, что работа равна:

F — сила, совершающая работу, s — перемещение, совершенное телом под действием этой силы, α — угол между вектором силы и вектором перемещения.

Отсюда работа, совершаемая силой Ампера, равна:

A = F A s cos . α = B I l sin . β s cos . α

α — угол между вектором силы и вектором перемещения, β — угол между условным направлением тока и вектором магнитной индукции.

Пример №3. Проводник длиной l = 0,15 м перпендикулярен вектору магнитной индукции однородного магнитного поля, модуль которого B = 0,4 Тл. Сила тока в проводнике I = 8 А. Найдите работу, которая была совершена при перемещении проводника на 0,025 м по направлению действия силы Ампера.

Так как проводник расположен перпендикулярно вектору магнитной индукции, и поле однородно, то синус угла между ними равен «1». Так как направление перемещение проводника совпадает с направлением действия силы Ампера, то косинус угла между ними тоже равен «1». Поэтому формула для вычисления работы силы Ампера принимает вид:

Подставим известные данные:

A = 0 , 4 · 8 · 0 , 15 · 0 , 025 = 0 , 012 ( Д ж ) = 12 ( м Д ж )

Алгоритм решения

1. Определить направление вектора результирующей магнитной индукции первого и второго проводников в любой точке третьего проводника.

2. Используя правило левой руки, определить направление силы Ампера, действующей на третий проводник со стороны первых двух проводников.

Решение

На третьем проводнике выберем произвольную точку и определим, в какую сторону в ней направлен результирующий вектор → B , равный геометрической сумме векторов магнитной индукции первого и второго проводников ( → B 1 и → B 2 ). Применим правило буравчика. Мысленно сопоставим острие буравчика с направлением тока в первом проводнике. Тогда направление вращения его ручки покажем, что силовые линии вокруг проводника 1 направляются относительно плоскости рисунка против хода часовой стрелки. Ток во втором проводнике направлен противоположно току в первом. Следовательно, его силовые линии направлены относительно плоскости рисунка по часовой стрелке.

В точке А вектор → B 1 направлен в сторону от наблюдателя, а вектор → B 2 — к наблюдателю. Так как второй проводник расположен ближе к третьему, создаваемое им магнитное поле в точке А более сильное (силы тока во всех проводниках равны по условию задачи). Следовательно, результирующий вектор → B направлен к наблюдателю.

Теперь применим правило левой руки. Расположим ее так, чтобы четыре пальца были направлены в сторону течения тока в третьем проводнике. Ладонь расположим так, чтобы результирующий вектор → B входил в ладонь. Теперь отставим большой палец на 90 градусов. Относительно рисунка он покажет «вверх». Следовательно, сила Ампера → F А , действующая на третий проводник, направлена вверх.

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Чему равна сила Ампера, действующая на стальной прямой проводник с током длиной 10 см и площадью поперечного сечения 2⋅10–2 мм 2 , если напряжение на нём 2,4 В, а модуль вектора магнитной индукции 1 Тл? Вектор магнитной индукции перпендикулярен проводнику. Удельное сопротивление стали 0,12 Ом⋅мм 2 /м.

Чему равна сила ампера действующая на стальной прямой проводник с током 10 а

Задания Д15 № 9026

Как направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) сила Ампера, действующая на проводник 1 со стороны проводника 2 (см. рис.), если проводники тонкие, длинные, прямые, параллельны друг другу? (I — сила тока.) Ответ запишите словом (словами).

При прохождении тока по прямолинейному проводнику вокруг него возникает магнитное поле. Магнитные силовые линии этого поля располагаются по концентрическим окружностям, в центре которых находится проводник с током. Направление поля определяется по правилу буравчика. Таким образом, проводник 2 создает магнитное поле, которое направлено от наблюдателя в месте к расположен проводник 1. По правилу левой руки за счет этого поля возникает сила Ампера, действующая на проводник 1 и направленная вниз.

Два параллельных проводника с сонаправленными токами притягиваются друг к другу. Сила Ампера, действующая на проводник 1, направлена в сторону проводника 2, т. е. вниз.

Задания Д15 № 25779

Квадратная рамка с током, направление которого указано на рисунке, помещена в однородное магнитное поле, магнитные линии которого направлены перпендикулярно плоскости рамки от наблюдателя. Как направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вызванная этим полем сила Ампера, действующая на проводник 2—3? Ответ запишите словом (словами).

По правилу левой руки (магнитные линии входят в ладонь, четыре пальца показывают направление тока в проводнике, большой палец указывает направление силы Ампера) сила Ампера направлена вверх.

Задания Д15 № 25781

На гладких параллельных проводящих рельсах, расположенных под углом α к горизонту, находится медная рейка массой m. Рельсы подключены к источнику постоянного напряжения (см. рис.). Система находится в вертикальном однородном магнитном поле линии индукции которого направлены вверх.

Рейка начинает двигаться вниз под действием силы тяжести. Как направлена (вправо, влево, от наблюдателя, вдоль плоскости) сила Ампера, действующая на рейку сразу после начала её движения?

Направление силы Ампера для проводника с током в магнитном поле можно определить по правилу левой руки. Нужно расположить ладонь так, чтобы четыре пальца указывали направление тока (в данном случае от плюса к минусу, т. е. на наблюдателя), а магнитные лини входили в ладонь. Тогда отставленный большой палец укажет направление силы Ампера - влево.

Аналоги к заданию № 7790: 7822 25781 Все

Задания Д15 № 25800

Как направлена (к наблюдателю, от наблюдателя, вверх, вниз) сила Ампера, действующая на проводник № 1 (см. рис.), если все три проводника тонкие, лежат в одной плоскости, параллельны друг другу и расстояния между соседними проводниками одинаково? (I — сила тока). Ответ запишите словом (словами).

Проводник №1 находится в магнитном поле, создаваемом токами в проводниках №2 и №3. Определим направление магнитного поля, действующего на проводник №1. По правилу правой руки: «Если обхватить ладонью правой руки проводник так, чтобы отставленный большой палец был направлен вдоль тока, то оставшиеся четыре пальца укажут направление линий магнитного поля вокруг проводника». Мысленно проделав указанные действия с проводниками №2 и №3, получаем, что проводник №1 находится в магнитном поле, направленном к нам Далее, определим направление силы Ампера, действующей на проводник №1. По правилу левой руки: «Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а вытянутые четыре пальца совпадали с направлением тока в проводнике, то отогнутый большой палец укажет направление силы, действующей на проводник с током, помещенный в магнитное поле». Вновь мысленно проделав подобные операции, получаем, что сила Ампера направлена вниз.

Можно было сразу получить этот результат, вспомнив, что параллельные (сонаправленные) токи притягиваются.

Магнитная индукция. Сила Ампера. Физика 11 класс

Решение задач: «Магнитная индукция. Сила Ампера».

Цель: развить навыки решения задач.

Организационный момент.

Проверка домашнего задания.

Δl=5см=0,05м α=90 0 =sinα=1

В=10мТл=10*10 -3 Тл , т.к. α=90 0 , то sinα=1

Сила тока в горизонтально расположенном проводнике длиной 20 см и массой 4 г равна 10 ампер. Найдите индукцию магнитного поля, в которое нужно поместить проводник, чтобы сила тяжести уравновесилась силой Ампера.

Δl=20см=0,2м т.к. сила ампера должна уравновесить силу тяжести,

m=4г значит она должна быть направлена противоположно

I=10A ей и по модулю равна ей, т.е.:

Проводник ab, длина которого l и масса m, подвешен на тонких проволочках. При прохождении по нему тока I он отклонился в однородном магнитном поле так, что нити образовали угол α с вертикалью. Какова индукция магнитного поля?

Решение задач.

Прямой проводник ab, длиной l=0,5м и массой m=0,5г, подвешен на двух невесомых оа и ob нитях в однородном магнитном поле, Вектор магнитной индукции В = 24,5 мТл , перпендикулярно проводнику. Какой ток пропустить через проводник, чтобы нить разорвалась, если нить разрывается при нагрузке, равной силе, превышающей Mg= =39,2мН

B= 24,5мТл спроецируем эти силы относительно ось ОУ,

Mg= =39,2мН получим

Проводник с током I=1А, массой m=20 г и длиной l=20см подвешен на двух тонких проволоках и помещен в однородное магнитное поле с вектором В, направленным вертикально. Величина индукции тока В=0,5 Тл. На какой угол от вертикали отклонится проволока, поддерживающая проводник (показать полный вариант чертежа).

Дано: Решение:

B=0,5Тл спроецируем эти силы относительно оси ОУ

, поделим одно уравнение на другое

Жесткая проводящая квадратная рамка лежит на горизонтальной непроводящей поверхности и находится в магнитном поле, линии магнитной индукции которого параллельны двум сторонам рамки. Масса рамки 20г, длина её стороны а=4 см, величина магнитной индукции В=0,5Тл. Какой величины ток следует пропустить по рамке, чтобы одна из сторон начала подниматься?

По правилу левой руки нужно определить направление силы Ампера, действующей на стороны рамки. На стороны АС и ЕД сила Ампера действовать не будет, так как угол между вектором магнитной индукции и током равен нулю ( они параллельны). На сторону АЕ действует сила Ампера, направленная к нам, перпендикулярно плоскости чертежа. Плечо этой силы относительно оси вращения СД равно a. Сила тяжести приложена к центру масс, плечо этой силы равно . Момент создают только эти две силы. Условие вращения рамки: М_А М_тяж.

Задания ЕГЭ

Задача №1 (демонстрационный вариант 2014 г. А24)

Прямолинейный проводник подвешен горизонтально на двух нитях в однородном магнитном поле с индукцией 10 мТл. Вектор магнитной индукции горизонтален и перпендикулярен проводнику. Во сколько раз изменится сила натяжения нитей при изменении направления тока на противоположное? Масса единицы длины проводника 0,01 кг/м, сила тока в проводнике 5 А.

1) 1,5 раза 2) 2 раза 3) 2,5 раза 4) 3 раза

В=10 мТл (сделать чертеж)

I=5 А на проводник с током действуют следующие силы:

l=1 м проекции этих сил ось ох будут равны нулю, поэтому будем

T2/T1-? рассматривать проекции этих сил только на ось оу.

Итак, в первом случае

когда мы поменяем направление силы тока, то получим следующее выражение:

Подведение итогов урока.

Домашнее задание.

Рамка площадью s=25 см 2 , содержащая n=100 витков провода, помещена в однородное магнитное поле так что индукция B параллельна плоскости рамки. При величине тока в каждом витке I=1А на рамку со стороны магнитного поля действует момент силы M=5*10 -3 Н*м. Определите величину B вектора индукции магнитного поля.

Прямолинейный проводник с током помещен в однородное магнитное поле с индукцией B=0,2 Тл. Найдите величину силы, действующую на проводник, если его длина l=10 см, величина тока I = 3 А, а направление тока составляет с направлением вектора индукции магнитного поля α = 45 0 .

Горизонтальные рельсы находятся в вертикальном однородном магнитном поле на расстоянии l = 0,3 м друг от друга. На рельсах лежит стержень, перпендикулярный им. Какой должна быть индукция магнитного поля, для того чтобы стержень начал равномерно двигаться вдоль рельсов, если по нему пропускать ток силой I = 50А? Коэффициент трения стержня о рельсы μ = 0,2, масса стержня m = 0,5 кг.

Используемые материалы:

Универсальные поурочные разработки по физике 11 класс. – М.: Вако, 2009. – 464 с. – (В помощь школьному учителю), Волков В.А

Демонстрационный вариант контрольных измерительных материалов единого государственного экзамена 2014 года по физике

Физика. Задачник . 10-11 класс. : пособие для общеобразовательных учреждений/ А.П. Рымкевич. – 10-е изд., стереотип. – М. : Дрофа, 2006. – 188, [4] с.: ил. – (Задачники «Дрофы»).

Чему равна сила Ампера, действующая на стальной прямой проводник с током длиной 10 см и площадью поперечного сечения 2 ⋅ 10–2 мм2 , если напряжение на нём 2, 4 В, а модуль вектора магнитной индукции 1?

Вектор магнитной индукции перпендикулярен проводнику.

Удельное сопротивление стали 0, 12 Ом ⋅ мм2 / м.

I = U / R R = p * L / S

I = U * S / p * L = 2, 4 * 2 * 10 ^ - 2 / 0, 12 * 0, 1 = 4 A

F = I * B * L = 4 * 1 * 0, 1 = 0, 4 Н.

Прямолинейный проводник длиной 10 см расположен между полюсами подковообразного магнита перпендикулярно вектору магнитной индукции?

Прямолинейный проводник длиной 10 см расположен между полюсами подковообразного магнита перпендикулярно вектору магнитной индукции.

Модуль вектора магнитной индукции равен 0, 4 Тл.

При пропускании по проводнику электрического тока на проводник подействовала сила Ампера 0, 2 Н.

Каково сопротивление проводника, если напряжение на его концах 100 В?

Направление тока в прямолинейном проводнике длиной 0?

Направление тока в прямолинейном проводнике длиной 0.

15м перпендикулярно вектору магнитной индукции однородного магнитного поля.

Сила тока в проводнике равна 8А.

Модуль силы Ампера, действующей на проводник с током, равен 0.

48Н. Вычислите модуль вектора магнитной индукции.

Чему равен модуль вектора магнитной индукции магнитного поля в котором, на проводник длиной 2см действует сила 100мH, если сила тока в проводнике 20A?

Чему равен модуль вектора магнитной индукции магнитного поля в котором, на проводник длиной 2см действует сила 100мH, если сила тока в проводнике 20A?

Проводник с током расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции?

Двухметровый прямолинейный проводник, по которому течет ток с силой 0, 4 А, находится в однородном магнитном поле?

Двухметровый прямолинейный проводник, по которому течет ток с силой 0, 4 А, находится в однородном магнитном поле.

На проводник со стороны поля действует сила в 0, 4 Н , а вектор индукции магнитного поля перпендикулярен проводнику.

Найдите модуль и направление вектора магнитной индукции.

Прямолинейный проводник длиной 1 м находится в однородном магнитном поле с индукцией 4 Тл?

Прямолинейный проводник длиной 1 м находится в однородном магнитном поле с индукцией 4 Тл.

Проводник расположен под углом 60° к вектору B⃗ индукции магнитного поля.

Чему равна сила Ампера, действующая на проводник со стороны магнитного поля при силе тока в проводнике 2 А.

Чему равна сила действуюзая со стороны магнитного поля индукцией 50мтл на проводник с током, если вектор магнитной индукции поля перпендикулярен проводнику?

Чему равна сила действуюзая со стороны магнитного поля индукцией 50мтл на проводник с током, если вектор магнитной индукции поля перпендикулярен проводнику?

Длина проводника 10см, сила тока 10А.

Прямолинейный проводник длиной 10 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 4 тл расположены под углом 30 градусов к вектору магнитной индукции?

Прямолинейный проводник длиной 10 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 4 тл расположены под углом 30 градусов к вектору магнитной индукции.

Чему равна сила действующая на проводник со стороны магнитного поля если сила тока в проводнике 3 ампера?

Чему равна сила, действующая со стороны магнитного поля индукцией 50 мТл на проводник с током, если вектор магнитной индукции поля перпендикулярен проводнику?

Чему равна сила, действующая со стороны магнитного поля индукцией 50 мТл на проводник с током, если вектор магнитной индукции поля перпендикулярен проводнику?

Длина проводника 10 см, сила тока 10 А.

На проводник с током 1 А, расположенным перпендикулярно вектору магнитному индукции, действует сила 0, 6H ?

На проводник с током 1 А, расположенным перпендикулярно вектору магнитному индукции, действует сила 0, 6H .

Найдите длину проводника, если модуль индукции равен2.

Максимальная сила Ампера, действующая со стороны однородного магнитного поля на участок проводника с током длиной 0, 01 м, равна 0, 2 Н?

Максимальная сила Ампера, действующая со стороны однородного магнитного поля на участок проводника с током длиной 0, 01 м, равна 0, 2 Н.

Если сила тока в проводнике 10 А, то модуль вектора магнитной индукции равен : 1) 0, 2 Тл ; 2) 2 Тл ; 3) 0, 02 Тл ; 4) 0, 002 Тл.

B = F / I * L = 0, 2 / 10 * 0, 01 = 2 Тл.

Как изменится сила ампера действующая на прямолинейный проводник с током в однородном магнитном поле , при увеличении индукции магнитного поля в 3 раза и уменьшении длины проводника в 3 раза?

Как изменится сила ампера действующая на прямолинейный проводник с током в однородном магнитном поле , при увеличении индукции магнитного поля в 3 раза и уменьшении длины проводника в 3 раза?

Проводник расположен перпендикулярно вектору индукции магнитного поля.

Как изменится сила ампера, действующая на прямолинейный проводник с током в однородном магнитном поле, при увеличении индукции магнитного поля в 3 раза и увеличении силы тока в 3 раза?

Как изменится сила ампера, действующая на прямолинейный проводник с током в однородном магнитном поле, при увеличении индукции магнитного поля в 3 раза и увеличении силы тока в 3 раза?

( проводник расположен перпендикулярно вектору индукции.

Прямолинейный проводник длиной 10 см расположен под углом 30 к вектору В индукции однородного магнитного поля?

Прямолинейный проводник длиной 10 см расположен под углом 30 к вектору В индукции однородного магнитного поля.

Каковв сила Ампера, действующая на проводник, прт силе тока в проводнике 200 мА и модуле индукции магнитного поля 0, 5 Тл.

На участок прямого проводника длиной 50 см в однородном магнитном поле с индукцией 2 ТЛ при силе тока в проводнике 30 А и направлении вектора индукции магнитного поля под углом 30 к проводнику действу?

На участок прямого проводника длиной 50 см в однородном магнитном поле с индукцией 2 ТЛ при силе тока в проводнике 30 А и направлении вектора индукции магнитного поля под углом 30 к проводнику действует сила ампера равная 12Н 15Н 1200Н 1500Н.

Читайте также: