Дія магнітного поля на провідник зі струмом. Сила Ампера Дія магнітного поля на провідник зі струмом

 
 

Ми з’ясували, що магнітне поле, створене провідником зі струмом, діє на магнітну стрілку (магніт). Виявляється, що магнітне поле постійного магніту, розташованого поблизу провідника зі струмом, діє на провідник. Дослідимо характер цієї взаємодії.

Закріпимо провідник на штативі. Розташуємо провідник між полюсами постійного підковоподібного магніту та замкнемо коло, що складається із джерела струму, провідників і вимикача (мал. 53).

Якщо замкнути коло, провідник почне рухатися (у випадку, зображеному на малюнку 53, б, — втягуватись до підковоподібного магніту). Якщо вимкнути струм, провідник повернеться в початкове положення (мал. 53, а).

Якщо поміняти напрямок магнітного поля (положення полюсів магніту) на протилежний (мал. 53, в), провідник у магнітному полі підковоподібного магніту буде рухатися у протилежний бік. Напрямок руху провідника зміниться на протилежний і у випадку зміни напрямку струму в провіднику.

Сила Ампера. Рух провідника пояснюється взаємодією двох полів: магнітного поля, що створюється струмом, і поля постійного магніту. Французький фізик Андре Марі Ампер був першим, хто дослідив таку взаємодію та взаємодію двох провідників зі струмом.

Силу, з якою магнітне поле діє на провідник зі струмом, називають силою Ампера.



 

Сила Ампера, що діє на провідник у магнітному полі, тим більша, що більший струм проходить провідником й що сильнішим є магнітне поле, у якому він розміщений. Також сила Ампера залежить від довжини провідника зі струмом і його розташування в магнітному полі. До речі, ділянку магнітного поля між полюсами магніту можна вважати однорідним магнітним полем, силові лінії якого паралельні.

Напрямок дії магнітного поля на провідник зі струмом, тобто напрямок сили Ампера, зумовлений як напрямком струму в провіднику, так і напрямком вектора індукції магнітного поля, у якому він розміщений.

Нагадуємо, що для опису інтенсивності магнітного поля (або його силової дії), застосовують фізичну величину — індукцію магнітного поля В. Індукція магнітного поля — векторна величина, і у випадку однорідного магнітного поля напрямки вектора індукції магнітного поля та його силових ліній збігаються.

За одиницю магнітної індукції в СІ беруть магнітну індукцію такого поля, у якому на провідник довжиною 1 м, у якому протікає струм силою 1 А, з боку магнітного поля діє максимальна сила 1 Н. Цю одиницю називають тесла (Тл),

1 Тл — дуже велика одиниця. Індукція магнітного поля Землі приблизно дорівнює 0,5 • 10-4 Тл. Великий лабораторний електромагніт може створити поле з індукцією не більш ніж 5 Тл.

Для визначення напрямку сили Ампера використовують правило лівої руки: якщо ліву руку розташувати таким чином, щоб лінії індукції магнітного поля входили в долоню (долонею до північного полюсу постійного магніту), а чотири пальці вказували напрямок струму в провіднику, то великий палець, відігнутий на 90°, укаже напрямок сили, яка діє на провідник зі струмом з боку магнітного поля (сили Ампера) (мал. 54).

Мал. 54. Визначення напрямку сили Ампера за правилом лівої руки


Формула для визначення модуля сили Ампера має вигляд:

кут між напрямком струму I в провіднику та вектором індукції магнітного поля В, ДІ — довжина ділянки провідника, що перебуває в однорідному магнітному полі.

Мол. 55. Провідник зі струмом розташований перпендикулярно до ліній індукції магнітного поля. Сила Ампера в цьому разі є максимальною

На малюнку 55 показано випадки, коли провідник розташований перпендикулярно до ліній індукції магнітного поля. У цьому разі сила Ампера має максимальне значення

(адже кут між напрямком струму I в провіднику та вектором індукції магнітного поля дорівнює 90°, а sin 90° = 1).

У кожній точці магнітного поля можна визначити напрямок вектора магнітної індукції та його модуль вимірюванням сили Ампера, що діє на ділянку провідника зі струмом.

Формуємо КОМПЕТЕНТНІСТЬ

Я поміркую й зможу пояснити

1. Якою є одиниця магнітної індукції в СІ? Сформулюйте визначення цієї одиниці.

2. Поясніть, чому два прямолінійні провідники, по яким проходять струми в протилежних напрямках, — відштовхуються?

3. Чому виникає сила Ампера? Від чого залежить напрямок сили Ампера? За якою формулою визначають силу Ампера?

4*.Якщо сила Ампера діє в магнітному полі на провідник зі струмом, тобто на провідник, у якому рухаються електрично заряджені частинки, то чи діє подібна сила на окрему електрично заряджену частинку, що рухається в магнітному полі?

Вчимося розв'язувати задачі Задача. Визначте модуль сили Ампера, що діє на провідник зі струмом завдовжки 25 см у магнітному полі з індукцією 0,04 Тл, якщо кут між вектором магнітної індукції й напрямком струму становить 30°. Сила струму в провіднику дорівнює 0,25 А.

Я можу застосовувати знання й розв'язувати задачі


Вправа 4

1.

На малюнку 56 зображено випадки взаємодії магнітного поля постійного магніту з провідником зі струмом. Перемалюйте малюнок у зошит і позначте: у випадках а-в — напрямок сили ампера; у випадку г — напрямок струму в провіднику; у випадку д — полюси постійного магніту.

2.

На малюнку 57 зображено магнітне поле, силові лінії якого перпендикулярні до площини сторінки підручника (хрестики — поле, спрямоване від нас; кружечки — до нас). Визначте напрямок дії сили Ампера. У якому випадку магнітне поле не діє на провідник зі струмом?

3.

По паралельних провідниках (мал. 58, с. 38) протікають струми однакової сили. У якому випадку в точці А буде відсутнє магнітне поле?

4. На малюнку 59 зображені силові лінії магнітних полів двох провідників зі

струмом. Перемалюйте малюнок у зошит. Позначте напрямок струму в провідниках. Притягаються чи відштовхуються ці провідники?

5. Два прямолінійні провідники містяться в площині, що пронизує аркуш підручника (мал. 66). Сила струму в провідниках однакова. Напрямок струму в провідниках протилежний. Відстань між провідниками а. Зобразіть графічно напрямок сумарного магнітного поля в т. А, що віддалена від першого провідника на відстань 2а, а від другого провідника на відстань а.

I I

Мал. 60

6. Визначте індукцію магнітного поля, якщо в ньому на провідник, по якому проходить струм силою 25 А, діє сила Ампера величиною 50 мН. Довжина активної частини провідника — 5 см. Провідник розташовано перпендикулярно до силових ліній магнітного поля.

7. З якою силою діє магнітне поле з індукцією 10 мТл на провідник, якщо сила струму в ньому 50 А, а довжина активної частини провідника 0,1 м? Провідник розташовано перпендикулярно до силових ліній магнітного поля.

8. На провідник завдовжки 0,8 м, що міститься в однорідному магнітному полі перпендикулярно до силових ліній, діє сила 5 Н, за умови, що по провіднику проходить струм силою 5 А. Визначте магнітну індукцію поля.

9. Прямий провідник завдовжки 10 см, по якому проходить струм 0,5 А, розміщений в однорідному магнітному полі перпендикулярно до силових ліній. Визначте індукцію магнітного поля, якщо воно діє на провідник із силою 2,6 мН.

10. Прямолінійний провідник завдовжки 0,2 м перебуває в магнітному полі, індукція якого 4 Тл під кутом 30° до ліній індукції. Визначте модуль сили Ампера, що діє на провідник, якщо сила струму в ньому 2 А.

11. Провідник завдовжки 20 см, по якому проходить струм силою 50 А, міститься в однорідному магнітному полі з індукцією 40 мТл. Яку роботу виконує джерело струму, якщо провідник перемістився на 10 см перпендикулярно до ліній магнітної індукції?

скачать dle 11.0фильмы бесплатно

Популярне з Фізики за 9 клас

Добавити коментар

Автору дуже потрібно знати, чи Вам допоміг даний матеріал?!

    • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
      heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
      winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
      worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
      expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
      disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
      joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
      sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
      neutral_faceno_mouthinnocent
оновити, якщо не видно коду

Коментарів 0


Ми створили сайт TEXTBOOKS з метою розміщення матеріалів (шкільних підручників) Міністерства Освіти України, для покращення освітнього процесу учнів у школах та вузах України.
Онлайн перегляд шкільного матеріалу допоможе Вам знайти якісну відповідь на поставлені питання вчителя.
Використовуйте Наш ресур для підготовки до ЗНО 2021, адже у нас присутні підготовчі курси з математики, української мови та літератури, англіської мови та історії України.