Взаимодействие проводника с током и магнитной стрелки

 
 
 
 

Магнитное  поле. 

Индукция  магнитного поля. 

Силы  Ампера и Лоренца.

 
 
 
 

Явления:

• Магнетизм
• Взаимодействие проводника с током и магнитной стрелки
• Магнитное взаимодействие токов

 
 
 
 
 

• Магнитное  поле
• Вектор магнитной индукции
• Линии магнитной индукции

 
 

Понятия  и величины:

 
 
 
 

• Ампера
• Что устанавливает закон Ампера?
• Правило, позволяющее определить направление силы Ампера

 

Законы:

 
 
 
 
 

• Принцип  суперпозиции
• Правило буравчика
• Правило левой руки

 

Теории (элементы  теории):

 
 
 
 

• Модуль  вектора индукции  магнитного поля
• Принцип суперпозиции
• Сила Ампера
• Сила Лоренца

 

Формулы:

 
 
 
 
 

• Влияние  изменения магнитного  поля Земли на  самочувствие человека

 

Аспекты  жизнедеятельности  человека:

 
 
 
 

Магнитное  поле тока. Индукция  магнитного поля. Силы Ампера и  Лоренца.

Притяжение или  отталкивание электрически нейтральных  проводников при прохождении  через них электрического тока  называют магнитным взаимодействием токов. Так как ток – это упорядоченное движение электрических зарядов, то магнитное взаимодействие токов – это взаимодействие упорядоченно движущихся электрических зарядов.

Магнитное взаимодействие  движущихся электрических зарядов  объясняется тем, что всякий движущийся  заряд создает в окружающем  пространстве магнитное поле, способное  действовать на другие движущиеся  заряды.

Основные  свойства магнитного  поля:

1. порождается движущимися зарядами;

2. обнаруживается  по действию на движущиеся  заряды;

3. действует с  определенной силой только на  движущиеся заряды   (электрический ток).

Сила, с которой  магнитное поле действует на  проводник с током, называется  силой Ампера. Сила Ампера зависит от ориентации проводника в магнитном поле

F = IBΔl sin α.

Здесь I - сила тока в проводнике, l – длина проводника, В – векторная физическая величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля, которая называется магнитной индукцией.

 Сила Ампера всегда перпендикулярна проводнику и вектору магнитной индукции. Для определения направления силы Ампера используют правило левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы перпендикулярная к проводнику составляющая вектора индукции входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывали бы направление тока, то отогнутый на 90 градусов большой палец укажет направление силы Ампера.

 
 
 
 

Модуль В равен  отношению максимального значения  силы Ампера, действующей на прямой  проводник с током к силе  тока в проводнике и его  длине 
 

В СИ единицей  магнитной индукции является  тесла (Тл) 
 

Сила, с которой  магнитное поле действует на  заряд, движущийся в нем, называется  силой Лоренца

F^Л = qυB sin α.

Здесь q – заряд частицы, υ – скорость ее движения, B – модуль вектора индукции магнитного поля, ά – угол между векторами B и υ.

Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки: если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная к скорости частицы составляющая магнитной индукции входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывали бы направление движения положительно заряженной частицы, то отогнутый на 90 градусов большой палец укажет направление силы Лоренца, действующей со стороны магнитного поля на частицу. Для отрицательной частицы направление силы будет противоположным по отношению к положительной частице.

 
 
 
 

 При движении заряженной частицы в магнитном поле сила Лоренца работы не совершает. Поэтому модуль вектора скорости при движении частицы не изменяется.

Если заряженная  частица движется в однородном  магнитном поле под действием  силы Лоренца, а ее скорость  лежит в плоскости, перпендикулярной  вектору то частица будет двигаться  по окружности радиуса  
 
 

Сила Лоренца в  этом случае играет роль центростремительной  силы. Период обращения частицы  в однородном магнитном поле  равен 
 
 
 

Это выражение показывает, что для заряженных частиц  заданной массы m период обращения не зависит от скорости υ и радиуса траектории R. Угловая скорость движения заряженной частицы по круговой траектории