Физика правило левой и правой руки – Используя правило буравчика и правило левой руки, покажите, что токи, направленные параллельно, притягиваются, а противоположно – отталкиваются.

формула, в чем измеряется сила тока и ампера

Для того, чтобы узнать траекторию вращения магнитного поля, находящегося у прямого проводника с током, используется правило буравчика (штопора). В литературе также оно известно, как правило правой руки. В научной среде выделяют и правило левой руки.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Мой мир

Применение правила буравчика

Данное правило гласит: если при движении вперед этого устройства траектория движения тока в проводнике совпадает с ним, то траектория вращения основания прибора комплементарна траектории движения магнитного контура.

Чтобы определить траекторию вращения магнитного контура на представленном графическом изображении нужно знать несколько особенностей.

Часто в задачах по физике нужно, наоборот, определить траекторию движения тока. Чтобы это сделать, дается направление вращения кругов магнитного поля. Ручка буравчика начинается вращаться в сторону, указанную в условиях. Если буравчик движется в поступательном направлении, значит, ток направлен в сторону движения, если же он направлен в обратную, то и ток движется соответственно.

Для определения траектории движения тока в случае, представленном на втором рисунке, тоже можно воспользоваться правилом штопора. Для этого необходимо вращать ручку буравчика в сторону, указанную на изображении контура магнитного поля. Если он будет двигаться поступательно, то ток будет двигаться в сторону от наблюдателя, если же, наоборот, только к наблюдателю.

Важно! Если указана траектория движения потока, то определить траекторию вращения линии магнитного контура можно по вращению ручки буравчика.

Оно обозначается при помощи точки или крестика. Точка означает движение в сторону наблюдателя, крестик означает обратное. Легко запомнить этот случай, используя так называемое правило «стрелы», если острие «смотрит», а в лицо, то траектория движения тока в сторону наблюдателя, если же в лицо «смотрит хвост стрелы», то она двигается от наблюдателя.

Как правило буравчика, так и правило правой руки, достаточно легко применить на практике. Для этого нужно расположить кисть соответствующей руки таким образом, чтобы в лицевую сторону направлялся силовой контур магнитного поля, после чего большой палец, отведенный перпендикулярно, необходимо направить сторону движения тока, соответственно, остальные выпрямленные пальцы укажут на траекторию магнитного контура.

Различают исключительные случаи использования правила правой руки для вычисления:

  • уравнения Максвелла;
  • момента силы;
  • угловой скорости;
  • момента импульса;
  • магнитной индукции;
  • тока в проводе, движущегося через магнитное поле.

Правило левой руки

Правилом этой руки возможно вычислить направленность силы воздействия магнитного контура на заряженные элементарные составляющие атома
 плюсовой и минусовой 
полярности.

Возможно определить и направление тока, если доступна информация о траекториях вращения магнитного контура и действующей на проводник энергии. Определяется и направление магнитного контура в случае известности траектории движения силы и тока. Ну и можно выяснить знак заряда нестатичной частицы.

Это правило звучит следующим образом: расположив лицевую часть кисти соответствующей руки, чтобы воображаемый контур магнитного поля направлялись в нее под прямым углом, а пальцы, за исключением большого, направив в сторону движения тока, можно определить траекторию силы, воздействующая на этот провод при помощи перпендикулярно отодвинутого большого пальца. Сила, оказывающая воздействие на проводник, носит имя Мари Ампера,

 обнаружившего ее в 1820 году.

Сила Ампера: варианты расчета

Прежде чем сформулировать данную величину, необходимо разобраться, что такое понятие «сила» в физике. Ей называется величина в физике, которая является мерой воздействия всех окружающих тел на рассматриваемый объект. Обычно любую силу обозначают английской буквой F, от латинского fortis, что означает сильный.

Рассчитывается элементарная сила Ампера по формуле:

где, dl – часть длины проводника, B –индукция магнитного контура, I – сила тока.

 

Рассчитывается также сила Ампера по формуле:

где, J – направление плотности тока, dv– элемент объема проводника.

 

Формулировка расчета модуля силы Ампера, согласно литературе, звучит так: данный показатель напрямую зависит от силы тока, протяженности проводника, синуса, образуемого между этим вектором и самим проводником угла, и величины значения вектора магнитного контура в модуле. Она и носит название модуля силы Ампера. Формула данного закона математически строится так:

где, B – модуль индукции магнитного контура, I – сила тока, l – длина проводника, α – образуемый угол. Максимальное значение будет при перпендикулярном их пересечении.

Показатель измеряется в ньютонах (условное обозначение – Н) или

. Он является векторной величиной и зависит от вектора индукции и тока.

 

Существуют и другие формулы для расчета силы Ампера. Но на практике они достаточно редко востребованы и тяжелы для понимания.

Сила тока

Иногда чтобы рассчитать закон Ампера, для начала нужно вычислить силу тока. Существуют несколько формул расчета данной величины. Для расчета ее величины используют:

  • закон Ома для полного участка цепи и ее части;
  • отношение напряжения и суммы сопротивлений;
  • отношение мощности и напряжения.

Самым популярным является отношение количество заряда прошедшего за единицу времени через определенную поверхность к размеру этого интервала. Графически формула выглядит следующим образом:

 

 

Чтобы найти этот показатель можно пользоваться законом Ома для участка цепи. Он гласит следующее: величина этого показателя равна отношению приложенного напряжения к сопротивлению на измеряемым участке цепи. Записывается формула этого закона следующим образом:

 

 

Определить ее также можно, применив формулу закон Ома для полной цепи. Звучит он так: эта величина является отношением приложенного напряжения в цепи и суммы внутреннего сопротивления источника питания и всего сопротивления в цепи. Формула выглядит так:

 

 

Рассчитать данную величину можно, в случае если известны мощность и напряжение.

 

 

 

Важно! Применение каждой конкретной формулы зависит от имеющихся в распоряжении данных.

Согласно утвержденной МСЕ, измеряется сила тока в амперах, и обозначается А (в честь ученого, открывшего ее). Но это не единственный способ обозначения данной величины. Дополнительно измеряется сила тока в Кл/с.

Изучая в общеобразовательных учреждениях данный материал, ученики быстро забывают, как применять правила левой и правой руки, и для чего они вообще нужны. Также часто они не помнят в чём измеряют указанные величины. Ознакомившись с рассмотренным выше материалом, не должно возникнуть трудностей с применением рассмотренных правил и законов на практике.

Правило буравчика

 Правило правой руки

Физика 11 класс

Правило правой руки. Сила Лоренца.

Вводные замечания

Правило правой руки обычно применяется школьниками для того, чтобы определить куда будет отклоняться заряженная частица, движущаяся в магнитном поле.

Сила, которая отклоняет такие частицы, называется силой Лоренца

Величина силы Лоренца вычисляется в школе по формуле

F = q ⋅ v ⨯ B

B — вектор магнитной индукции

v — скорость движения частицы

q — заряд частицы

⨯ — это векторное произведение.

После умножения заряда на скорость и индукцию мы получаем силу Лоренца. Её величину можно посчитать на калькуляторе просто перемножив остальные величины друг на друга.

Любая сила — это вектор, следовательно, у силы есть не только величина, но и направление.

Направление любого векторного произведения можно легко найти зная направления множителей.

Для этого и нужно правило правой руки.

И как Вы могли догадаться, оно может применяться не только к силе Лоренца, но и к любым другим векторным произведениям.

Необходимые знания

Прежде чем знакомиться с правилом правой руки, нужно усвоить как определяется направление электрического тока.

Электроны и отрицательно заряженные ионы движутся от катода к аноду.

Протоны, дырки и положительно заряженные ионы движутся в обратном направлении — от анода к катоду.

За направление электрического тока принято направление противоположное тому, в котором движутся электроны.

Правило правой руки
Правило правой руки обозначается следующим образом:

Направление, в котором частица отклонится от первоначальной траектории под действием магнитного поля зависит от заряда частицы.

Направление силы Лоренца

Направление силы Лоренца обозначено коричневой стрелкой. Сама сила обозначена как

F. Синим цветом обозначена траектория движения отрицательно заряженных частиц при условии, что:

  • Отрицательно заряженная частица изначально летела слева направо
  • Вектор индукции магнитного поля направлен из экрана

Красным цветом обозначена траектория движения положительно заряженной частицы при выполнении тех же условий.

Прямой чёрной линией обозначается движение частицы не имеющей заряда. На неё магнитное поле не действует и она как двигалась слева направо так и двигается.

Поляризация света

Консервативные и диссипативные силы

Вспомним известный с седьмого класса материал о том, что такое путь и что такое перемещение.

Теперь перейдём непосредственно к типам сил

4)

Перемещение

5)

Перемещение

6)

Перемещение

7)

Перемещение

8)

Перемещение

9)

Перемещение

10)

Перемещение

11)

Перемещение

12)

Перемещение

13)

Перемещение

14)

Перемещение

Генденштейн. Дик. Физика 11 класс

Физика. 11 класс. Л. Э. Генденштейн, Ю. И. Дик
М.: 2012 — 272 с. Учебник — базовый уровень

Для подготовки к ЕГЭ обязательно пригодится самая основная теория, которую лучше всего взать в привычном школьном учебнике. Предлагаю учебник Генденштена — один из лучших учебников базового уровня по физике.

В учебнике изложены основы электродинамики, оптики, атомной физики и астрофизики. Четкая структура учебника облегчает понимание учебного материала.

Приведено много примеров проявления и применения физических законов в окружающей жизни, сведений из истории физических открытий, дано иллюстрированное описание физических опытов. Приведены примеры решения ключевых задач

ОГЛАВЛЕНИЕ
К учителю и ученику
Предисловие
ЭЛЕКТРОДИНАМИКА
Глава 1. ЗАКОНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
§ 1. Электрический ток
1. Источники постоянного тока
2. Сила тока
3. Действия электрического тока
§ 2. Закон Ома для участка цепи
1. Сопротивление и закон Ома для участка цепи
2. Природа электрического сопротивления
3. Сверхпроводимость
§ 3. Последовательное и параллельное соединение проводников
1. Последовательное соединение
2. Параллельное соединение
3. Измерения силы тока и напряжения
§ 4. Работа и мощность постоянного тока
1. Работа тока и закон Джоуля—Ленца
2. Мощность тока
§ 5. Закон Ома для полной цепи
1. Источник тока
2. Закон Ома для полной цепи
3. Передача энергии в электрической цепи
Глава 2. МАГНИТНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
§ 6. Взаимодействие магнитов и токов
1. Взаимодействие магнитов
2. Взаимодействие проводников с токами и магнитов
3. Взаимодействие проводников с токами
4. Связь между электрическим и магнитным взаимодействиями
§ 7. Магнитное поле
1. Магнитное поле
2. Магнитная индукция
3. Сила Ампера и сила Лоренца
4. Линии магнитной индукции
Глава 3. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ
§ 8. Электромагнитная индукция
1. Явление электромагнитной индукции
2. Закон электромагнитной индукции
§ 9. Правило Ленца. Индуктивность. Энергия магнитного поля
1. Правило Ленца
2. Явление самоиндукции
3. Энергия магнитного поля
§ 10. Производство, передача и потребление электроэнергии
1. Производство электроэнергии
2. Передача и потребление электроэнергии
§ 11. Электромагнитные волны
1. Теория Максвелла
2. Электромагнитные волны
§ 12. Передача информации с помощью электромагнитных волн
1. Изобретение радио и принципы радиосвязи
2. Генерирование и излучение радиоволн
3. Передача и прием радиоволн
Глава 4. ОПТИКА
§ 13. Природа света. Законы геометрической оптики
1. Развитие представлений о природе света
2. Прямолинейное распространение света
3. Отражение света
4. Преломление света
§ 14. Линзы
1. От стеклянного шара до микроскопа
2. Виды линз и основные элементы линзы
3. Построение изображений в линзах
§ 15. Глаз и оптические приборы
1. Глаз
2. Оптические приборы
§ 16. Световые волны
1. Интерференция света
2. Дифракция света
3. Соотношение между волновой и геометрической оптикой
§ 17. Цвет
1. Дисперсия света
2. Как глаз различает цвета
3. Окраска предметов
4. Невидимые лучи
КВАНТОВАЯ ФИЗИКА
Глава 5. КВАНТЫ И АТОМЫ
§ 18. Кванты света — фотоны
1. Равновесное тепловое излучение
2. «Ультрафиолетовая катастрофа»
3. Гипотеза Планка
§ 19. Фотоэффект
1. Законы фотоэффекта
2. Теория фотоэффекта
3. Применение фотоэффекта
§ 20. Строение атома
1. Опыт Резерфорда
2. Планетарная модель атома
3. Постулаты Бора
§ 21. Атомные спектры
1. Спектры излучения и поглощения
2. Энергетические уровни
§ 22. Лазеры
1. Применение лазеров
2. Спонтанное и вынужденное излучение
3. Принцип действия лазера
§ 23. Квантовая механика
1. Корпускулярно-волновой дуализм
2. Вероятностный характер атомных процессов
3. Соответствие между классической и квантовой механикой
Глава 6. АТОМНОЕ ЯДРО И ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ

§ 24. Атомное ядро
1. Строение атомного ядра
2. Ядерные силы
§ 25. Радиоактивность
1. Открытие радиоактивности
2. Радиоактивные превращения
§ 26. Ядерные реакции и энергия связи ядер
1. Ядерные реакции
2. Энергия связи атомных ядер
3. Реакции синтеза и деления ядер
§ 27. Ядерная энергетика
1. Ядерный реактор
2. Перспективы и проблемы ядерной энергетики
3. Влияние радиации на живые организмы
§ 28. Мир элементарных частиц
1. Открытие новых частиц
2. Классификация элементарных частиц
3. Фундаментальные частицы и фундаментальные взаимодействия
СТРОЕНИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ ВСЕЛЕННОЙ
Глава 7. СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА
§ 29. Размеры Солнечной системы
1. Земля и Луна
2. Орбиты планет
3. Размеры Солнца и планет
§ 30. Солнце
1. Источник энергии Солнца
2. Строение Солнца
§ 31. Природа тел Солнечной системы
1. Планеты земной группы
2. Планеты-гиганты
3. Малые тела Солнечной системы
4. Происхождение Солнечной системы
Глава 8. ЗВЕЗДЫ, ГАЛАКТИКИ, ВСЕЛЕННАЯ
§ 32. Разнообразие звезд
1. Расстояния до звезд
2. Светимость и температура звезд
§ 33. Судьбы звезд
1. «Звезда-гостья» и «звезда Тихо Браге»
2. От газового облака до белого карлика
3. Эволюция звезд разной массы
§ 34. Галактики
1. Наша Галактика — Млечный Путь
2. Другие галактики
§ 35. Происхождение и эволюция Вселенной
1. Расширение Вселенной
2. Большой Взрыв
3. Будущее Вселенной
Лабораторные работы
Предметно-именной указатель

Если сайт не помог, извиняемся за потраченное время — хочу заверить, что мы стараемся не попадать в нерелевантные запросы, но тем не менее не всегда успеваем обновлять ключевые слова. Ну и контролировать поисковую выдачу, конечно, невозможно.

Если статья Вам помогла, нажимайте ДА. Так мы поймём, что переделывать её не нужно.

Тест по физике Правило левой руки 9 класс

Тест по физике Правило левой руки. Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток для учащихся 9 класса с ответами. Тест включает в себя 10 заданий с выбором ответа.

1. Направление тока в магнетизме совпадает с направлением движения

1) электронов
2) отрицательных ионов
3) положительных частиц
4) среди ответов нет правильного

2. Квадратная рамка расположена в однородном магнитном поле так, как показано на рисунке. Направление тока в рамке указано стрелками.

Тест по физике Правило левой руки 2 задание

Сила, действующая на нижнюю сторону рамки, направлена

Тест по физике Правило левой руки 2 задание ответы

3. Электрическая цепь, состоящая из четырех прямолинейных горизонтальных проводников (1-2, 2-3, 3-4, 4-1) и ис­точника постоянного тока, находится в однородном магнит­ном поле, силовые линии которого направлены вертикально вверх (см. рис., вид сверху).

Тест по физике Правило левой руки 3 задание

Сила, действующая на проводник 4-1, направлена

1) горизонтально вправо
2) горизонтально влево
3) вертикально вверх
4) вертикально вниз

4. Электрическая цепь, состоящая из четырех прямолиней­ных горизонтальных проводников (1-2, 2-3, 3-4, 4-1) и источника постоянного тока, находится в однородном магнитном поле, линии которого направлены горизонтально вправо (см. рис., вид сверху).

Тест по физике Правило левой руки 4 задание

Сила, действующая на проводник 1-2, направлена

Тест по физике Правило левой руки 4 задание ответы

5. В основе работы электродвигателя лежит

1) действие магнитного поля на проводник с электрическим током
2) электростатическое взаимодействие зарядов
3) явление самоиндукции
4) действие электрического поля на электрический заряд

6. Основное назначение электродвигателя заключается в преобразовании

1) механической энергии в электрическую энергию
2) электрической энергии в механическую энергию
3) внутренней энергии в механическую энергию
4) механической энергии в различные виды энергии

7. Магнитное поле действует с ненулевой по модулю силой на

1) покоящийся атом
2) покоящийся ион
3) ион, движущийся вдоль линий магнитной индукции
4) ион, движущийся перпендикулярно линиям магнитной индукции

8. Выберите верное(-ые) утверждение(-я).

А. для определения направления силы, действующей на по­ложительно заряженную частицу, следует четыре паль­ца левой руки располагать по направлению скорости ча­стицы
Б. для определения направления силы, действующей на от­рицательно заряженную частицу, следует четыре пальца левой руки располагать против направления скорости частицы

1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б

9. Положительно заряженная частица, имеющая горизонтально направлен­ную скорость v, влетает в область поля перпендикулярно магнитным ли­ниям. Куда направлена дей­ствующая на частицу сила?

Тест по физике Правило левой руки 9 задание

1) Вертикально вниз
2) Вертикально вверх
3) На нас
4) От нас

10. Отрицательно заряженная частица, имеющая горизонтально направлен­ную скорость v, влетает в область поля перпендикулярно магнитным ли­ниям. Куда направлена дей­ствующая на частицу сила?

Тест по физике Правило левой руки 10 задание

1) К нам
2) От нас
3) Горизонтально влево в плоскости рисунка
4) Горизонтально вправо в плоскости рисунка

Ответы на тест по физике Правило левой руки Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток
1-3
2-4
3-2
4-3
5-1
6-2
7-4
8-3
9-4
10-2

Используя правило буравчика и правило левой руки, покажите, что токи, направленные параллельно, притягиваются, а противоположно – отталкиваются.

Рассмотрим два проводника с сонаправленными токами I1 и I2, как показано на рисунке. Согласно правилу буравчика индукция магнитного поляпервого тока направлена в любой точке второго проводника перпендикулярно плоскости рисунка от нас. Согласно правилу левой руки сила Ампера , действующая на второй ток со стороны первого тока, направлена перпендикулярно проводникам в сторону первого проводника. Аналогично, сила Ампера , действующая на первый ток, направлена в сторону второго. Следова тельно, в случае проводников с сонаправленными токами силы и направлены навстречу друг другу, поэтому проводники притягиваются.

Рассмотрим два проводника с противоположным направлением токов I1 и I2. Согласно правилу буравчика индукция магнитного поля первого тока направлена в любой точке второго проводника перпендикулярно плоскости рисунка от нас. Согласно правилу левой руки сила Ампера, действующая на второй ток, направлена от первого тока. Аналогично, сила Ампера , действующая со стороны второго тока на первый, направлена от второго проводника. Следовательно, проводники с противоположно направленными токами отталкиваются.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *