Урок 3. Магнитная индукция. Действие магнитного поля на проводник с током и движущуюся заряженную частицу
Магнитная индукция – векторная величина, характеризующая величину и направление магнитного поля.
Сила Ампера – сила, действующая со стороны магнитного поля на проводник с током.
Сила Лоренца – сила, действующая со стороны магнитного поля на движущую частицу с зарядом.
Правило «буравчика» — правило для определения направления магнитного поля проводника с током.
Правило левой руки – правило для определения направления силы Ампера и силы Лоренца.
Рамка с током – небольшой длины катушка с двумя выводами из скрученного гибкого проводника с током, способная поворачиваться вокруг оси, проходящей через диаметр катушки.
Основная и дополнительная литература по теме урока
Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Чаругин В.М. Физика.11 класс. Учебник для общеобразовательных организаций. М.: Просвещение, 2014. – С. 3 – 20
2. А.П. Рымкевич. Сборник задач по физике. 10-11 классы. — М: Дрофа, 2009. – С.109 — 112
Магнитное поле – особый вид материи, которая создаётся электрическим током или постоянными магнитами. Для демонстрации действия и доказательства существования магнитного поля служат магнитная стрелка, способная вращаться на оси, или небольшая рамка (или катушка) с током, подвешенная на тонких скрученных гибких проводах.
Рамка с током и магнитная стрелка под действием магнитного поля поворачиваются так, что северный полюс (синяя часть) стрелки и положительная нормаль рамки указывают направление магнитного поля.
Магнитное поле характеризуется векторной величиной, называемой магнитной индукцией. Магнитная индукция характеризует «силу» и направление магнитного поля – это количественная характеристика магнитного поля.
Она обозначается символом За направление вектора магнитной индукции принимают направление от южного полюса к северному магнитной стрелки, свободно установившейся в магнитном поле.
Направление магнитного поля устанавливают с помощью вектора магнитной индукции.
Направление вектора магнитной индукции прямого провода с током определяют по правилу буравчика (или правого винта).
если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий магнитного поля тока.
Направление магнитного поля внутри соленоида определяют по правилу правой руки.
Наблюдения показывают, что максимальное значение силы, действующей на проводник, прямо пропорционально силе тока, длине проводника, находящегося в магнитном поле.
Тогда, зависимость силы от этих двух величин выглядит следующим образом
Сила Лоренца
Магнитное поле
«Движение частиц в магнитном поле» — Электронно-лучевая трубка. Межзвёздное вещество. Контрольные вопросы. Задача эксперимента. Определение величины силы Лоренца. Проявление действия силы Лоренца. Направления силы Лоренца. Значение. Циклотрон. Спектрограф. Масс-спектрограф. Сила Лоренца. Движение частиц в магнитном поле. Применение силы Лоренца.
«Определение магнитного поля» — Экспериментальное задание. Вечернее размышление. Свойства магнитов. Ханс Кристиан Эрстед. Робур – завоеватель. Магнит имеет два полюса: северный и южный. Электрическое поле. Магнитное поле. Графическое изображение магнитных полей. Этап обобщения и систематизации знаний. Сирано де Бержерак. Ж. Верн. Направление магнитных силовых линий.
«Магнитное поле и его графическое изображение» — Катушки с током. Магнитные полюсы. Биометрология. Магнитное поле постоянного магнита. Мощная вспышка. Постоянные магниты. Полярное сияние. Гипотеза Ампера. Искусственные магниты. Земное магнитное поле. Концентрические окружности. Магнитное поле постоянных магнитов. Магнитное поле. Неоднородное магнитное поле.
«Магнитное поле, магнитные линии» — Что нужно знать о магнитных линиях. Магнитное поле. Определение направления магнитной линии. Опыт Эрстеда. Графическое изображение магнитного поля тока. Картина магнитных линий прямого тока. Закончить фразу. Какие утверждения являются верными. Земной шар – большой магнит. Цели урока. Долго искали магнитный компас у почтового голубя.
«Энергия магнитного поля» — Определение индуктивности. Экстратоки в цепи с индуктивностью. Импульсное магнитное поле. Скалярная величина. Самоиндукция. Электродинамика. Плотность энергии магнитного поля. Постоянные магнитные поля. Переходные процессы. Энергия катушки. Расчёт индуктивности. Время релаксации. Плотность энергии. Колебательный контур.
«Демонстрация магнитного поля» — Опыт Эрстеда. Поле. Магнитное поле соленоида. Определение направления линий магнитного поля проводника. Электрический ток. Магнитное взаимодействие. Направление силы Ампера. Направление. Постоянные магниты. Сила, направление которой определяют по правилу левой руки. Линии магнитного поля. Определение направления линий магнитного поля.
Урок 3. магнитная индукция. действие магнитного поля на проводник с током и движущуюся заряженную частицу — Физика — 11 класс — Российская электронная школа
Правило левой руки
Есть также и второй способ определения направления электромагнитной силы. Он заключается в расположении большого, указательного и среднего пальцев под прямым углом. В этом случае указательный палец будет показывать направление линий магнитного поля, средний – направление движение тока и большой – направление электродинамической силы.
Внимание! Направление Лоренцового действия перпендикулярно движению частицы и линиям магнитной индукции.
Сила Лоренца: формула, правило левой руки для определения направления силы, применение
- предметы, случайно или специально выпущенные из рук, обязательно падают вниз на Землю (или на любую препятствующую свободному падению поверхность);
- запущенный в космос спутник не улетает от нашей планеты на неопределенное расстояние перпендикулярно вверх, а остается вращаться на орбите;
- все реки текут с гор и не могут быть обращены вспять;
- бывает, человек падает и травмируется;
- на все поверхности садятся мельчайшие пылинки;
- воздух сосредоточен у поверхности земли;
- тяжело носить сумки;
- из облаков и туч капает дождь, падает снег, град.
Сила Лоренца действующая на электрон
В частном случае носителем заряда является электрон. Тогда в формулу (5) в качестве Q следует подставить
При определении направления движения электронов с помощью правила левой руки следует учитывать, что направление движения электронов противоположно техническому направлению тока.
Величина и направление силы Лоренца определяются соотношением
Для электронов, движущихся перпендикулярно магнитному полю, формула упрощается:
Так как сила действует перпендикулярно скорости и направлению поля, она создает центростремительное ускорение, т.е. изменяет направление скорости, не меняя ее величины. Поэтому электрон движется в магнитном поле по окружности.
