При помещении в магнитное поле на стальной прямой проводник

Обновлено: 14.05.2024

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.

Задание 27 ЕГЭ по физике

В результате выполнения задания 27 ЕГЭ по физике проверяются следующие требования/умения:

Электродинамика, квантовая физика (расчетная задача)

Коды проверяемых требований к уровню подготовки (по кодификатору):

2.6 применять полученные знания для решения физических задач

3.1 ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ
3.2 ЗАКОНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
3.3 МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
3.4 ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ
3.5 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
3.6 ОПТИКА
5.1 КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ
5.2 ФИЗИКА АТОМА
5.3 ФИЗИКА АТОМНОГО ЯДРА

Уровень сложности задания:

Максимальный балл за выполнение задания:

Примерное время выполнения задания выпускником, изучавшим предмет:

В колебательном контуре, состоящем из конденсатора электроёмкостью 2 мкФ и катушки, происходят свободные электромагнитные колебания с циклической частотой $$\omega$$ = 1000 с-1. Чему равна ам

В колебательном контуре, состоящем из конденсатора электроёмкостью 2 мкФ и катушки, происходят свободные электромагнитные колебания с циклической частотой $$\omega$$ = 1000 с-1. Чему равна амплитуда колебаний напряжения на конденсаторе при […]

На рисунке изображена схема детекторного приёмника. С помощью какого элемента приёмника производится приём модулированных сигналов от различных радиостанций?

На рисунке изображена схема детекторного приёмника. С помощью какого элемента приёмника производится приём модулированных сигналов от различных радиостанций? Ответ Элементом данной схемы ,принимающим сигнал, является антенна (1). 1

На рисунке изображена схема детекторного приёмника. С помощью какого элемента приёмника осуществляется детектирование колебаний?

На рисунке изображена схема детекторного приёмника. С помощью какого элемента приёмника осуществляется детектирование колебаний? Ответ В схеме простейшего детекторного приёмника в роли детектора выступает полупроводниковый диод (3). 3

Прямолинейный проводник длиной I = 0,1 м, по которому течет ток, находится в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,4 Тл и расположен под углом 90 к вектору В. Какова сила тока, если сила, действ

Прямолинейный проводник длиной I = 0,1 м, по которому течет ток, находится в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,4 Тл и расположен под углом 90 к вектору В. […]

Проволочная прямоугольная рамка вращается с постоянной скоростью в однородном магнитном поле, ось вращения рамки перпендикулярна вектору $$\overset\rightharpoonup B$$ индукции и принадлежит п

Проволочная прямоугольная рамка вращается с постоянной скоростью в однородном магнитном поле, ось вращения рамки перпендикулярна вектору $$\overset\rightharpoonup B$$ индукции и принадлежит плоскости рамки. Какова зависимость ЭДС индукции в рамке от […]

При помещении в магнитное поле на стальной прямой проводник с током длиной 10 см и площадью поперечного сечения 3 • 10-2 мм2 действует сила Ампера, равная 0,6 Н. Чему равен модуль вектора магнитной ин

При помещении в магнитное поле на стальной прямой проводник с током длиной 10 см и площадью поперечного сечения 3 • 10-2 мм2 действует сила Ампера, равная 0,6 Н. Чему равен […]

Вычислите радиус окружности, по которой будет двигаться электрон в однородном магнитном поле с индукцией 10-4Тл, если вектор скорости электрона направлен перпендикулярно вектору индукции, а модуль ско

Вычислите радиус окружности, по которой будет двигаться электрон в однородном магнитном поле с индукцией 10-4Тл, если вектор скорости электрона направлен перпендикулярно вектору индукции, а модуль скорости равен 106 м/с. Результат […]

В колебательном контуре, состоящем из конденсатора электроёмкостью 2 мкФ и катушки, происходят свободные электромагнитные колебания с циклической частотой ω = 1000 с-1. Чему равна амплитуда колебаний

В колебательном контуре, состоящем из конденсатора электроёмкостью 2 мкФ и катушки, происходят свободные электромагнитные колебания с циклической частотой ω = 1000 с-1. Чему равна амплитуда колебаний напряжения на конденсаторе при […]

Колебательный контур состоит из конденсатора электроёмкостью 50 мкФ и катушки индуктивностью 2 Гн. Чему равна циклическая частота со свободных электромагнитных колебаний? Ответ: _____ рад/с

Колебательный контур состоит из конденсатора электроёмкостью 50 мкФ и катушки индуктивностью 2 Гн. Чему равна циклическая частота со свободных электромагнитных колебаний? Ответ Запишем формулу для нахождения циклической частоты и подставим […]

Прямолинейный проводник длиной I = 0,2 м, по которому течет ток I = 2 А, находится в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,6 Тл и расположен параллельно вектору $$\overset\rightharpoonup B[/

Прямолинейный проводник длиной I = 0,2 м, по которому течет ток I = 2 А, находится в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,6 Тл и расположен параллельно вектору […]

Готовься к ЕГЭ в Тик-Ток формате

"Незнайка" и "Решу ЕГЭ" запускают свои курсы подготовки. Короткие видео, много практики и нереальная польза!

Вариант 2

Часть 1

Ответами к заданиям 1–24 являются слово, число или последовательность цифр или чисел. Запишите ответ в соответствующее поле справа. Каждый символ пишите без пробелов. Единицы измерения физических величин писать не нужно.

На рисунке представлен график движения автобуса по прямой дороге, расположенной вдоль оси X. Определите проекцию скорости автобуса на ось X в интервале времени от 0 до 30 мин.

Ответ: _____ км/ч

Пружина жесткости k = 10 4 Н/м одним концом прикреплена к неподвижной опоре, а к другому ее концу приложили силу F = 1000 Н. Определите растяжение пружины.

Охотник, стоящий на гладком льду, стреляет из ружья в горизонтальном направлении. Масса заряда 0,04 кг. Скорость дробинок при выстреле 300 м/с. Какова масса охотника, если его скорость после выстрела равна 0,2 м/с?

Бутылку с подсолнечным маслом, закрытую пробкой, перевернули. Определите силу, с которой действует масло на пробку площадью 5 см 2 , если расстояние от уровня масла в сосуде до пробки равно 20 см. Плотность масла 930кг/м 3

Шарик катится по прямому желобу. Изменение координаты шарика с течением времени в инерциальной системе отсчета показано на графике. На основании этого графика выберите два верных утверждения о движении шарика.

1. Первые 2 с шарик покоился, а затем двигался с возрастающей скоростью.

2. На шарик действовала все увеличивающаяся сила.

3. Первые 2 с скорость шарика не менялась, а затем ее модуль постепенно уменьшался.

4. Путь, пройденный шариком за первые 3 с, равен 1 м.

5. Скорость шарика постоянно уменьшалась.

Брусок движется равномерно по горизонтальной поверхности. Установите для силы трения соответствие между параметрами силы и свойствами вектора силы:

1. вертикально вниз

2. против направления вектора скорости

3. вертикально вверх

4. пропорционален силе нормального давления

5. обратно пропорционален силе нормального давления

Запишите выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Направление вектора

Модуль вектора

Шайба съезжает из состояния покоя с горки высотой Н. Ускорение свободного падения равно g. У подножия горки кинетическая энергия шайбы равна Ек. Трение шайбы о горку пренебрежимо мало.

Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать.

Б) модуль импульса шайбы у подножия горки

В сосуде под поршнем находится идеальный газ. Давление газа равно 100 кПа. При постоянной температуре объем газа уменьшили в 2 раза. Определите давление газа в конечном состоянии.

Ответ: _____ кПа.

В идеальном тепловом двигателе, работающем по циклу Карно, температура нагревателя равна 580 К, а холодильника 17°С. Определите КПД этого двигателя.

Относительная влажность воздуха в закрытом сосуде с поршнем равна 40%. Какой станет относительная влажность, если объем сосуда за счет движения поршня при неизменной температуре уменьшить в 3 раза?

Зависимость объема постоянной массы идеального газа от температуры показана на V-Т-диаграмме (см. рисунок). Выберите два верных утверждения о процессе, происходящем с газом.

1. Давление газа максимально в состоянии D.

2. При переходе из состояния D в состояние А внутренняя энергия увеличивается.

3. При переходе из состояния В в состояние С работа газа все время положительна.

4. Давление газа в состоянии С больше, чем давление газа в состоянии А.

5. При переходе из состояния В в состояние С внутренняя энергия газа увеличивается.

В физическом эксперименте в течение нескольких секунд было зафиксировано движение тела на горизонтальном и прямолинейном участке пути из состояния покоя. По данным эксперимента были построены графики (А и Б) зависимости от времени двух физических величин.

Каким физическим величинам, перечисленным в правом столбце, соответствуют графики А и Б? К каждой позиции левого столбца подберите соответствующую позицию правого и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А)

Б)

1) скорость тела

2) ускорение тела

3) путь, пройденный телом

4) потенциальная энергия тела

Как направлена сила Кулона (вверх, вниз, влево, вправо, от наблюдателя, к наблюдателю), действующая на отрицательный точечный заряд -q, помещенный в центр квадрата, в вершинах которого находятся заряды: +q, +q, -q, -q? Ответ запишите словом (словами).

В электрической цепи, представленной на рисунке, тепловая мощность, выделяющаяся на резисторе R₁ = 20 Ом, равна 2 кВт. Чему равна мощность, выделяющаяся на резисторе R₂ = 30 Ом?

Ответ: _____ кВт

Какой из образов 1-4 служит изображением предмета АВ в тонкой линзе с фокусным расстоянием F?

Ответ: образ _____

На рисунке изображена зависимость силы тока через лампу накаливания от приложенного к ней напряжения. Выберите два верных утверждения, которые можно сделать, анализируя этот график.

1. Сопротивление лампы не зависит от приложенного напряжения.

2. Мощность, выделяемая в лампе при напряжении 110 В, равна 38,5 Вт.

3. Мощность, выделяемая в лампе при напряжении 170 В, равна 40 Вт.

4. Сопротивление лампы при силе тока в ней 0,15 А равно 200 Ом.

5. Сопротивление лампы при напряжении 100 В равно 400 Ом.

Как изменятся частота собственных колебаний и максимальный заряд конденсатора колебательного контура (см. рисунок), если ключ К перевести из положения 1 в положение 2 в тот момент, когда заряд конденсатора максимален?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Частота собственных колебаний

Максимальный заряд конденсатора

На рисунке показана цепь постоянного тока. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать ([math]\varepsilon[/math] — ЭДС источника напряжения; r — внутреннее сопротивление источника; R — сопротивление резистора).

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.

При помещении в магнитное поле на стальной прямой проводник

Задания Д15 № 6199

Два параллельных длинных проводника с токами I₁ и I₂ расположены перпендикулярно плоскости чертежа

(см. рис.). Векторы и индукции магнитных полей, создаваемых этими проводниками в точке А, направлены в плоскости чертежа следующим образом:

4) — вверх; — вверх

Направление магнитного поля вокруг проводник подчиняется правилу правой руки (правилу буравчика). Если обхватить проводник с током так, чтобы большой палец совпадал с направлением тока, то остальные четыре пальца укажут направление магнитных линий, создаваемых проводником с током. Следуя этому правилу, получим, что магнитная индукция направлена вниз; — вниз.

Правильный ответ указан под номером 2.

Задания Д15 № 6234

Два параллельных длинных проводника с токами I₁ и I₂ расположены перпендикулярно плоскости чертежа (см. рис.). Векторы и индукции магнитных полей, создаваемых этими проводниками в точке А, направлены в плоскости чертежа следующим образом:

1) — вверх; — вверх

Правильный ответ указан под номером 3.

Задания Д15 № 6271

Правильный ответ указан под номером 4.

Задания Д15 № 6307

Направление магнитного поля вокруг проводник подчиняется правилу правой руки (правилу буравчика). Если обхватить проводник с током так, чтобы большой палец совпадал с направлением тока, то остальные четыре пальца укажут направление магнитных линий, создаваемых проводником с током. Следуя этому правилу получим, что магнитная индукция направлена вниз; — вверх.

Правильный ответ: 1. Проводники отталкиваются, значит силы направлены в противоположенные стороны, а тогда получим, что в B1 направлена вниз и B2 также направлена вниз.

Воспользуйтесь правилом буравчика или правилом правой руки.

А не наоборот ли? я везде делала по аналогии, а тут такое, я имею в виду может быть на первом -вверх, а на втором вниз? просто тогда в других вариантах получается неправильное решение, задания же аналогичные, вот смотрите, применяем правило буравчика для первого например, там крестик, значит сила тока направлена от меня, а вектор вверх, разве не так?

Магнитное поле вокруг проводника представляет собой концентрические окружности, соответственно, например, для первого проводника на горизонтальной линии слева от него магнитное поле будет направлено вниз, а на линии справа от него — вверх.

Задания Д15 № 6766

1) — вверх, — вверх

Задания Д15 № 1530

Какое явление наблюдалось в опыте Эрстеда?

1) взаимодействие двух параллельных проводников с током

2) взаимодействие двух магнитных стрелок

3) поворот магнитной стрелки вблизи проводника при пропускании через него тока

4) возникновение электрического тока в катушке при вдвигании в нее магнита

Опыт Эрстеда — это классический опыт, проведённый в 1820 году Эрстедом и являющийся первым экспериментальным доказательством воздействия электрических токов на магниты. помещал над магнитной стрелкой прямолинейный металлический проводник, направленный параллельно стрелке. При пропускании через проводник электрического тока стрелка поворачивалась перпендикулярно проводнику. При изменении направления тока стрелка разворачивалась на Аналогичный разворот наблюдался, если провод переносился на другую сторону, располагаясь не над, а под стрелкой. Верным является утверждение 3.

Задания Д15 № 4491

Магнитное поле создано в точке A двумя параллельными длинными проводниками с токами и расположенными перпендикулярно плоскости чертежа. Векторы и в точке A направлены в плоскости чертежа следующим образом:

Согласно правилу правой руки: «Если отведенный в сторону большой палец правой руки расположить по направлению тока, то направление обхвата провода четырьмя пальцами покажет направление линий магнитной индукции». Мысленно проделав указанные действия, получаем, что в точке A вектор магнитной индукции направлен вниз, а вектор магнитной индукции — вверх.

По правилу буравчика: «Если направление поступательного движения буравчика (винта) совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции поля, создаваемого этим током». Мысленно провернув соответствующим образом буравчик, получаем, что в точке A вектор магнитной индукции направлен вниз, а вектор магнитной индукции — вверх.

Задания Д15 № 4596

Согласно правилу правой руки: «Если отведенный в сторону большой палец правой руки расположить по направлению тока, то направление обхвата провода четырьмя пальцами покажет направление линий магнитной индукции». Мысленно проделав указанные действия, получаем, что в точке A и вектор магнитной индукции и вектор магнитной индукции направлены вверх.

По правилу буравчика: «Если направление поступательного движения буравчика (винта) совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции поля, создаваемого этим током». Мысленно проделав указанные действия, получаем, что в точке A и вектор магнитной индукции и вектор магнитной индукции направлены вверх.

Правильный ответ указан под номером 1.

я не понимаю! если мы проведем опыт по праилу прав. руки, то узнаем что В1 идет вверх. направление I2 противополжное, то и B2 имее противоположное направление, то есть вниз. разве не так?

Не так, точка находится с разных сторон от проводов.

в задании 4491 точно-такое же условие, а ответ, почему-то, другой!

В задаче 4491 другое направление токов.

Задания Д15 № 4631

4) — вверх, — вверх

Согласно правилу правой руки: «Если отведенный в сторону большой палец правой руки расположить по направлению тока, то направление обхвата провода четырьмя пальцами покажет направление линий магнитной индукции». Мысленно проделав указанные действия, получаем, что в точке A и вектор магнитной индукции и вектор магнитной индукции направлены вниз.

По правилу буравчика: «Если направление поступательного движения буравчика (винта) совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции поля, создаваемого этим током». Мысленно проделав указанные действия, получаем, что в точке A и вектор магнитной индукции и вектор магнитной индукции направлены вниз.

Задания Д15 № 4666

2) — вверх, — вверх

Задания Д15 № 1538

Как направлена 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.)

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.

Тип 15 № 26726

Электрическая цепь состоит из алюминиевого проводника АБ, подвешенного на тонких медных проволочках и подключённого к источнику постоянного напряжения через реостат так, как показано на рисунке. Справа от проводника находится северный полюс постоянного магнита. Ползунок реостата плавно перемещают вправо.

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, описывающие этот процесс. Запишите цифры, под которыми они указаны.

1) Сопротивление реостата увеличивается.

2) Линии индукции магнитного поля, созданного магнитом, вблизи проводника АБ направлены влево.

3) Сила Ампера, действующая на проводник АБ, увеличивается.

4) Силы натяжения проволочек, на которых подвешен проводник АБ, увеличиваются.

5) Сила тока, протекающего по проводнику АБ, увеличивается.

1) Верно. Если ползунок реостата перемещать вправо, то увеличивается длина проводника и, следовательно, увеличивается его сопротивление.

2) Верно. Магнитные линии полосового магнита выходят из северного полюса и заходят в южный. Значит, вблизи проводника АБ линии индукции магнитного поля направлены влево.

3) Неверно. Сила Ампера, действующая на проводник с током, прямо пропорциональна силе тока. При увеличении сопротивления сила тока уменьшается, следовательно, сила Ампера также уменьшается.

4) Верно. На проводник действуют следующие силы: сила тяжести, направленная вниз; сила натяжения проволочек, направленная вверх; сила Ампера, которая по правилу левой руки направлена вверх. Поскольку сила Ампера уменьшается, то сила натяжения проволочек увеличивается.

5) Неверно. Сопротивление увеличивается, значит, сила тока уменьшается.

Задания Д15 № 7386

По очень длинному тонкому прямому проводнику протекает постоянный электрический ток. Линии индукции магнитного поля, создаваемого этим током, имеют вид

1) прямых линий, перпендикулярных проводу.

2) прямых линий, параллельных проводу.

3) изогнутых кривых сложной формы, которые начинаются и заканчиваются на проводе.

4) окружностей, центры которых лежат на проводе.

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.

Задания Д15 № 10471

На рисунке показаны сечения двух параллельных длинных прямых проводников и направления токов в них. Сила тока I₁ в первом проводнике больше силы тока I₂ во втором. Куда направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор индукции магнитного поля этих проводников в точке А, расположенной точно посередине между проводниками? Ответ запишите словом (словами).

Первый проводник создаёт в точке А магнитное поле, направленное вверх, а второй проводник — направленное вниз. Поскольку точка А расположена точно посередине между проводниками и то модуль индукции магнитного поля, создаваемого первым проводником, больше модуля индукции магнитного поля, создаваемого вторым проводником. И, значит, суммарный вектор индукции направлен вверх.

Задания Д15 № 25868 Задания Д15 № 25881

На рисунке изображены два прямых параллельных очень длинных провода с токами одинаковой силы. Как направлен вектор магнитной индукции поля (вправо, влево, к наблюдателю, от наблюдателя) в точке 3? Ответ запишите словом (словами).

Чтобы определить направление вектора магнитного поля, создаваемого проводником с током нужно воспользоваться правилом «правой руки»: мысленно обхватить проводник рукой так, чтобы отставленный большой палец указывал направление тока в проводнике, тогда направление остальных четырёх пальцев укажет направление вектора индукции магнитного поля. Магнитное поле создано двумя проводниками с током, применяем принцип суперпозиции полей.

Пользуясь двумя этими правилами и тем, что индукция магнитного поля, создаваемого проводником с током убывает с расстоянием, получаем, что в точке 3 вектор магнитной индукции направлен «к наблюдателю".

Ответ: к наблюдателю.

Задания Д15 № 4349

Два очень длинных тонких провода расположены параллельно друг другу. По проводу течёт постоянный ток силой I в направлении, показанном на рисунке. Точка A расположена в плоскости проводов точно посередине между ними. Если, не меняя ток в проводе начать пропускать по проводу постоянный ток силой I, направленный так же, как и в проводе то вектор индукции магнитного поля в точке A

1) увеличится по модулю в 2 раза, не меняя направления

2) уменьшится по модулю в 2 раза, не меняя направления

3) изменит направление на противоположное, не изменившись по модулю

4) станет равным нулю

Для магнитного поля справедливо правило суперпозиции. Суммарное поле от нескольких источников равно векторной сумме полей от всех источников по отдельности. Поле длинного прямого длинного проводника с током зависит только от расстояния до проводника. Направление же определяется правилом правой руки.

Согласно правилу правой руки: «Если отведенный в сторону большой палец правой руки расположить по направлению тока, то направление обхвата провода четырьмя пальцами покажет направление линий магнитной индукции». Мысленно проделав указанные действия для обоих проводов, получаем, что в точке А векторы магнитной индукции направлены противоположно, а значит, вектор индукции магнитного поля в этой точке станет равен нулю.

По правилу буравчика: «Если направление поступательного движения буравчика (винта) совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции поля, создаваемого этим током». Мысленно провернув соответствующим образом буравчик для обоих проводников, получаем, что в точке А векторы магнитной индукции направлены противоположно, а значит, вектор индукции магнитного поля в этой точке станет равен нулю.

Магнитное поле

Магнитное поле играет очень большую роль в электротехнике и электронике. Без магнитного поля не функционировали бы герконы, электромагнитные реле, соленоиды, катушки индуктивности, дроссели, трансформаторы, двигатели, динамики, генераторы электрической энергии да и вообще много чего.

Природа магнетизма

Согласно одной из легенд, когда-то давным-давно жил в Греции пастух по имени Магнес. И вот шел он как-то со своим стадом овец, присел на камень и обнаружил, что конец его посоха, сделанный из железа, стал притягиваться к этому камню. С тех пор стали называть этот камень магнетит в честь Магнеса. Этот камень представляет из себя оксид железа.

Если такой камень положить на деревянную доску на воду или подвесить на нитке, то он всегда выстраивался в определенном положении. Один его конец всегда показывал на СЕВЕР, а другой — на ЮГ.

Этим свойством камня пользовались древние цивилизации. Поэтому, это был своего рода первый компас. Потом уже стали обтачивать такой камень и делать из разные фигурки. Например, так выглядел китайский древний компас, ложка которого была сделана из того самого магнетита. Ручка у этой ложки всегда показывала на ЮГ.

Ну а далее дело шло за практичностью и маленькими габаритами. Из магнетита вытачивали маленькие стрелки, которые подвешивали на тонкую иглу посередине. Так стали появляться первые малогабаритные компасы.

Древние цивилизации, конечно, не знали еще что такое север и юг. Поэтому, одну сторону магнетита они назвали северным полюсом (North), а противоположный конец — южным (South). Названия на английском очень легко запомнить, если кто смотрел американский мультфильм «Южный парк», он же Сауз (South) парк).

Магнитные линии и магнитный поток

Вокруг магнита экспериментальным путем были обнаружены магнитные силовые линии. Эти магнитные линии создают так называемое магнитное поле.

Как вы могли заметить на рисунке, концентрация магнитных силовых линий на самых краях магнита намного больше, чем в его середине. Это говорит о том, что магнитное поле является более сильным именно на краях магнита, а в его середине практически равна нулю. Направлением магнитных силовых линий считается направление от севера к югу.

Ошибочно считать, что магнитные силовые линии начинают свое движение от северного полюса и заканчивают свой век на южном. Это не так. Магнитные линии — они замкнуты и непрерывны. В магните это будет выглядеть примерно так.

Если приблизить два разноименных полюса, то произойдет притягивание магнитов

Если же приблизить одноименными полюсами, то произойдет их отталкивание

Итак, ниже важные свойства магнитных силовых линий.

Магнитные линии не поддаются гравитации.
Никогда не пересекаются между собой.
Всегда образуют замкнутые петли.
Имеют определенное направление с севера на юг.
Чем больше концентрация силовых линий, тем сильнее магнитное поле.
Слабая концентрация силовых линий указывает на слабое магнитное поле.

Магнитные силовые линии, которые образуют магнитное поле, называют также магнитным потоком.

Итак, давайте рассмотрим два рисунка и ответим себе на вопрос, где плотность магнитного потока будет больше? На рисунке «а» или на рисунке «б»?

Видим, что на рисунке «а» мало силовых магнитных линий, а на рисунке «б» их концентрация намного больше. Отсюда можно сделать вывод, что плотность магнитного потока на рисунке «б» больше, чем на рисунке «а».

В физике формула магнитного потока записывается как

Ф — магнитный поток, Вебер

В — плотность магнитного потока, Тесла

а — угол между перпендикуляром n (чаще его зовут нормалью) и плоскостью S, в градусах

S — площадь, через которую проходит магнитный поток, м 2

Что же такое 1 Вебер? Один вебер — это магнитный поток, который создается полем индукцией 1 Тесла через площадку 1м 2 расположенной перпендикулярно направлению магнитного поля.

Напряженность магнитного поля

Формула напряженности

Слышали ли вы когда-нибудь такое выражение: «напряженность между ними все росла и росла». То есть по сути напряженность — это что-то невидимое, какая-то сдерживающая сила, энергия. Здесь почти все то же самое. Напряженностью магнитного поля также часто называют силой магнитного поля. Напряженность магнитного поля напрямую зависит от плотности магнитного потока и выражается формулой

H — напряженность магнитного поля, Ампер/метр

B — плотность магнитного потока, Тесла

μ₀ — магнитная постоянная = 4π × 10 -7 Генри/метр или если написать по человечески 1,2566 × 10 -6 Генри/метр.

Эта формула работает только тогда, когда между витками катушки находится воздух, либо вакуум. Более крутая формула выглядит вот так.

μ — это относительная магнитная проницаемость.

У разных веществ она разная

Напряженность магнитного поля проводника с током

Итак, имеем какой-либо проводник, по которому течет электрический ток.

Для того, чтобы вычислить напряженность магнитного поля на каком-то расстоянии от проводника при условии, что проводник находится в воздушном пространстве либо в вакууме, достаточно воспользоваться формулой

I — сила тока, текущая через проводник, Ампер

r — расстояние до точки, в которой измеряется напряженность, метр

Магнитное поле проводника с током

Оказывается, если через какой-либо проводник пропустить электрический ток, то вокруг проводника образуется магнитное поле.

Здесь можно вспомнить знаменитое правило буравчика, но для наглядности я лучше буду использовать правило самореза, так как почти все хоть раз в жизни ввинчивали либо болт, либо саморез.

Ввинчиваем по часовой стрелке — саморез идет вниз. В нашем случае он показывает направление электрического тока. Движение наших рук показывает направление линий магнитного поля. Все то же самое, когда мы начинаем откручивать саморез. Он начинает вылазить вверх, то есть в нашем случае показывает направление электрического тока, а наша рука в этом время рисует в воздухе направление линий магнитного поля.

Также часто в учебниках физики можно увидеть, что направление электрического тока от нас рисуют кружочком с крестиком, а к нам — кружочком с точкой. В этом случае опять представляем себе саморез и уже в голове увидим направление магнитного поля.

Как думаете, что будет если мы сделаем вот такую петельку из провода? Что изменится в этом случае?

Давайте же рассмотрим этот случай более подробно. Так в этой плоскости оба проводника создают магнитное поле, то по идее они должны отталкиваться друг от друга. Но если они хорошо закреплены, то начинается самое интересное. Давайте рассмотрим вид сверху, как это выглядит.

Как вы можете заметить, в области, где суммируются магнитные силовые линии плотность магнитного потока прям зашкаливает.

Соленоид

А что если сделать много-много таких петелек? Взять какую-нибудь круглую бобину, намотать на нее провод и потом убрать бобину. У нас должно получится что-то типа этого.

Если подать постоянное напряжение на такую катушку, магнитные силовые линии будут выглядеть вот так.

Вы только посмотрите, какая бешеная плотность магнитного потока внутри такой катушки! Получается, что от каждой петельки магнитное поле суммируется, что в итоге дает такую плотность магнитного потока. Такую катушку также называют катушкой индуктивности или соленоидом.

Вот также схема, показывающая как магнитные силовые линии складываются в соленоиде.

Плотность магнитного потока зависит от того, какая сила тока проходит через соленоид. Чтобы увеличить плотность магнитного потока, достаточно поверх витков намотать еще больше витков и вставить сердечник из специального материала — феррита.

Если в электрических цепях есть такое понятие, как ЭДС — электродвижущая сила, то и в магнитных цепях есть свой аналог — МДС — магнитодвижущая сила. Магнитодвижущая сила выражается в виде тока, протекающего через катушку из N витков и выражается в Амперах-витках.

I — это сила тока в катушке, Амперы

N — количество витков катушки, штуки)

Также советую посмотреть очень простое и интересное видео про магнитное поле.

Читайте также: