Как обнаружить магнитное поле. Правило левой руки. Физика, 9 класс: уроки, тесты, задания.

1.	Проводник в магнитном поле Сложность: лёгкое	1
2.	Правило левой руки Сложность: лёгкое	1
3.	Технические устройства Сложность: среднее	2
4.	Полюса магнитов Сложность: среднее	2
5.	Направление силы Ампера и силы Лоренца Сложность: среднее	2
6.	Заряд частицы Сложность: среднее	2
7.	Обнаружение магнитного поля Сложность: среднее	2
8.	Равновесие весов Сложность: сложное	3
9.	Траектория движения частицы в магнитном поле Сложность: сложное	3

Обнаружение магнитного поля по его действию на проводник с током :: Класс!ная физика

ОБНАРУЖЕНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ПО ЕГО ДЕЙСТВИЮ НА ПРОВОДНИК С ТОКОМ

На проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила Ампера.

Вспомни прошлый учебный год:

действие магнитного поля на проводник с током;

постоянные магниты.

ПРАВИЛО ЛЕВОЙ РУКИ
для проводника с током

служит для определения направления силы Ампера, действующей на проводник с током
в магнитном поле.

Если ЛЕВУЮ РУКУ расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по току, то отставленный на 90 градусов большой палец покажет направление действующей на проводник силы.

ПРАВИЛО ЛЕВОЙ РУКИ
для заряженной частицы

служит также для определения направления силы, действующей на отдельную заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле.

Если ЛЕВУЮ РУКУ расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по движению положительно заряженной частицы (или против движения отрицательно заряженной частицы) , то отставленный на 90 градусов большой палец покажет направление действующей на частицу силы.

КНИЖНАЯ ПОЛКА

Тайны магнита.

ПОПРОБУЙ СДЕЛАТЬ, ВДРУГ ПРИГОДИТСЯ !

1.Определите направление силы, действующей на проводник с током со стороны магнитного поля.

2 .В какую сторону отклонится электрон под действием магнитного поля?

3. Укажите направление силы, с которой магнитное поле действует на частицу.

4.Укажите направление магнитных линий магнитного поля.

5. Укажите направление тока в проводнике.

ЗНАЕШЬ ЛИ ТЫ ?

Учеными из США разработан светочувствительный пластиковый магнит, работающий при температуре — 75 К. Магнитные свойства нового магнита увеличиваются в 1,5 раза при облучении лучами синего цвета. Зеленый цвет производит обратный эффект.

Устали? — Отдыхаем!

Правило левой руки для протона. Правило буравчика, правой и левой руки

В физике и электротехнике широко используются различные приемы и способы, позволяющие определить одну из характеристик магнитного поля — направленность напряженности. С этой целью используется закон буравчика, правой и левой руки. Данные способы позволяют получить довольно точные результаты.

Правило буравчика и правой руки

Закон буравчика используется для определения направленности напряженности магнитного поля. Оно работает при условии прямолинейного расположения магнитного поля, относительно проводника с током.

Это правило заключается в совпадении направленности магнитного поля с направленностью рукоятки буравчика, при условии вкручивания буравчика с правой нарезкой в направлении электрического тока. Данное правило применяется и для соленоидов. В этом случае, большой палец, оттопыренный на правой руке, указывает направление линий . При этом, соленоид обхватывается так, что пальцы указывают направление тока в его витках. Обязательным условием является превышение длиной катушки ее диаметра.

Правило правой руки противоположно правилу буравчика. При обхватывании исследуемого элемента, пальцы в сжатом кулаке указывают направление магнитных линий. При этом, учитывается поступательное движение по направлению магнитных линий. Большой палец, который отогнут на 90 градусов по отношению к ладони, указывает направление .

При движущемся проводнике, силовые линии перпендикулярно входят в ладонь. Большой палец руки вытянут перпендикулярно, и указывает направление движения проводника. Оставшиеся четыре оттопыренных пальца, расположены в направлении индукционного тока.

Правило левой руки

Среди таких способов, как правило буравчика, правой и левой руки, следует отметить правило левой руки. Для того, чтобы это правило работало, необходимо расположить левую ладонь таким образом, чтобы направление четырех пальцев было в сторону электрического тока в проводнике. Индукционные линии входят в ладонь перпендикулярно под углом 900. Большой палец отогнут, и указывает направление силы, действующей на проводник. Обычно, этот закон применяется, когда нужно определить направление отклонения проводника. В данной ситуации проводник располагается между двумя магнитами и по нему пропущен электрический ток.

Правило левой руки формулируется еще и таким образом, что четыре пальца на левой руке располагаются в направлении, куда движутся положительные или отрицательные частицы электрического тока. Индукционные линии, как и в других случаях, должны перпендикулярно располагаться относительно ладони и входить в нее. Большой оттопыренный палец указывает на направление силы Ампера или Лоренца.

Магнитное поле действует на проводник с током. Силу, которая возникает при этом, называют силой Ампера .

Сила Ампера действует на про-водник с током в магнитном поле.

Исследуем, от чего зависит модуль и направление данной силы. С этой целью используем установку, в которой прямо-линейный проводник подвешен на тонких проволочках в магнитном поле постоянного магнита (рис. 6.16). Гибкие проволочки, присоединенные к концам проводника, по-зволяют включать его в электрическую цепь, сила тока в которой регулируется с помощью реостата и измеряется ампермет-ром.

Легкая, но жесткая тяга соединяет про-водник с чувствительным измерителем силы.

Замкнув электрическую цепь, в которую входит исследуемый проводник, увидим, что он отклонится от положения равно-весия, а измеритель покажет определенное значение силы. Увеличим силу тока в про-воднике в 2 раза и увидим, что сила, дейст-вующая на проводник, также увеличится в 2 раза. Любые другие изменения силы тока в проводнике вызовут соответствующие изме-нения силы, которая действует на провод-ник. Сопоставление полученных результатов позволяет сделать вывод, что сила F, дейст-вующая в магнитном поле на проводник с током, пропорциональна силе тока I в нем:

Сила Ампера пропорциональна силе тока в проводнике.

Расположим еще один магнит рядом с первым. Длина той части проводника, которая находится в магнитном поле, уве-личится приблизительно в 2 раза. Значение силы, действующей на проводник, также увеличится приблизительно в два раза. Та-ким образом, сила F, действующая на про-водник с током в магнитном поле, про-порциональна длине части проводника Δ l , которая находится в магнитном поле:

F ~ Δ l.

Сила Ампера пропорциональна длине активной части провод-ника.

Сила увеличится также тогда, когда при-меним другой, более «сильный» магнит с большей магнитной индукцией. Это позво-ляет сделать вывод о зависимости силы F от магнитной индукции поля B:

F ~ B. Материал с сайта

Максимальной сила будет тогда, когда между магнитной индукцией и проводни-ком угол α = 90°. Если же этот угол равен нулю, то есть магнитная индукция будет па-раллельной проводнику, то сила будет равна нулю. Отсюда нетрудно сделать вывод о за-висимости силы Ампера от угла между маг-нитной индукцией и проводником.

Окончательно формула для расчета силы Ампера будет иметь вид

F А = BI Δ l . sin α .

Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки (рис. 6.17).

Правило левой руки. Если левую руку разместить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а четыре пальца показывали направление тока, то отставленный большой палец пока-жет направление силы, действующей на про-водник с током в магнитном поле.

Сила Лоренца Сила Лоренца Модуль силы Лоренца. Модуль силы Лоренца. Направление силы Лоренца Направление силы Лоренца Правило левой руки Правило левой руки Плоские траектории движения заряженных частиц в однородном магнитном поле Плоские траектории движения заряженных частиц в однородном магнитном поле Вопросы по теме. Вопросы по теме. Сила Лоренца Сила Лоренца Модуль силы Лоренца. Модуль силы Лоренца. Направление силы Лоренца Направление силы Лоренца Правило левой руки Правило левой руки Плоские траектории движения заряженных частиц в однородном магнитном поле Плоские траектории движения заряженных частиц в однородном магнитном поле Вопросы по теме. Вопросы по теме.

Сила Лоренца — сила, действующая на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля. Х.Лоренц ()–голландский физик, основатель электронной теории строения вещества.

Если кисть левой руки расположить так, что четыре вытянутых пальца указывают направление скорости положительного заряда, а вектор магнитной индукции входит в ладонь, то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы действующей на данный заряд.

Плоские траектории движения заряженных частиц в однородном магнитном поле Заряженная частица влетающая в однородное магнитное поле параллельно линиям магнитной индукции, движется равномерно вдоль этих линий. Вращение отрицательного заряда по окружности происходит в направлении противоположенном вращению положительного заряда (рис.в)

1. Каким образом, зная силу Ампера, можно найти силу Лоренца? 2. Дайте определение силе Лоренца. Чему равен её модуль? 3. Как определяется направление силы Лоренца с помощью правила левой руки? 4. Почему заряженная частица, влетающая в однородное магнитное поле в плоскости, перпендикулярно линиями магнитной индукции, движется по окружности? В каком случае частица движется в магнитном поле прямолинейно? 5. Докажите, что период обращения по окружности заряженной частицы в поперечном магнитном поле не зависит от её скорости.

Сила Ампера. Правило левой руки | Физика. Закон, формула, лекция, шпаргалка, шпора, доклад, ГДЗ, решебник, конспект, кратко

Магнитное поле действует на проводник с током. Силу, которая возникает при этом, называют силой Ампера.

Сила Ампера действует на про­водник с током в магнитном поле.

Исследуем, от чего зависит модуль и направление данной силы. С этой целью используем установку, в которой прямо­линейный проводник подвешен на тонких проволочках в магнитном поле постоянного магнита (рис. 6.16). Гибкие проволочки, присоединенные к концам проводника, по­зволяют включать его в электрическую цепь, сила тока в которой регулируется с помощью реостата и измеряется ампермет­ром.

Легкая, но жесткая тяга соединяет про­водник с чувствительным измерителем силы.

Замкнув электрическую цепь, в которую входит исследуемый проводник, увидим, что он отклонится от положения равно­весия, а измеритель покажет определенное значение силы. Увеличим силу тока в про­воднике в 2 раза и увидим, что сила, дейст­вующая на проводник, также увеличится в 2 раза. Любые другие изменения силы тока в проводнике вызовут соответствующие изме­нения силы, которая действует на провод­ник. Сопоставление полученных результатов позволяет сделать вывод, что сила F, дейст­вующая в магнитном поле на проводник с током, пропорциональна силе тока I в нем:

F ~ I.

Сила Ампера пропорциональна силе тока в проводнике.

Рис. 6.16. Установка для измерения силы Ампера, действую­щей на прямой проводник с током в магнитном поле

Расположим еще один магнит рядом с первым. Длина той части проводника, которая находится в магнитном поле, уве­личится приблизительно в 2 раза. Значение силы, действующей на проводник, также увеличится приблизительно в два раза. Та­ким образом, сила F, действующая на про­водник с током в магнитном поле, про­порциональна длине части проводника Δl, которая находится в магнитном поле:

F ~ Δl.

Сила Ампера пропорциональна длине активной части провод­ника.

Сила увеличится также тогда, когда при­меним другой, более «сильный» магнит с большей магнитной индукцией. Это позво­ляет сделать вывод о зависимости силы F от магнитной индукции поля B:

F ~ B. Материал с сайта http://worldofschool.ru

Рис. 6.17. С помощью левой руки можно определить направление силы Ампера

Максимальной сила будет тогда, когда между магнитной индукцией и проводни­ком угол α = 90°. Если же этот угол равен нулю, то есть магнитная индукция будет па­раллельной проводнику, то сила будет равна нулю. Отсюда нетрудно сделать вывод о за­висимости силы Ампера от угла между маг­нитной индукцией и проводником.

Окончательно формула для расчета силы Ампера будет иметь вид

F_А = BIΔl • sin α.

Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки (рис. 6.17).

Правило левой руки. Если левую руку разместить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а четыре пальца показывали направление тока, то отставленный большой палец пока­жет направление силы, действующей на про­водник с током в магнитном поле.

На этой странице материал по темам:

• Доклад о силе ампера

• Сила ампера определяется по правилу

• Сила ампера правило левой руки

• Правило левой руки для силы ампера примеры

• Правила левой руки для силы ампера

Вопросы по этому материалу:

• Какое явление описывает сила Ампера?

• Какой может быть установка для исследования силы Ампера?

• От каких величин зависит сила Ампера?

• Как определяется направление силы Ампера?

Сила Ампера. Сила Лоренца.Правила левой руки. | Методическая разработка по физике (9 класс) по теме:

1. Сила Ампера.

Мы уже знаем, что магнитное поле образуется вокруг постоянных (природных) магнитов, проводников, по которым течет ток и вокруг движущихся заряженных частиц.

Чтобы отличить это поле от внешнего магнитного поля будем обозначать В0 – вектор магнитной индукции собственного поля и В- вектор магнитной индукции внешнего магнитного поля. Что будет происходить с магнитом, помещенным во внешнее магнитное поле? Магнит и магнитное поле будут взаимодействовать. Сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током, помещенным в это поле,  называется  силой Ампера.

Величина силы находится по формуле:

Fа = I*l*B*sinα  (1)

Где I- сила тока, А

        l- длина проводника, м

        В – вектор магнитной индукции внешнего магнитного поля, Тл.

        α – угол между вектором магнитной индукции и силой тока.

Проанализируем эту формулу: сила Ампера прямо пропорциональна току, длине проводника, вектору магнитной индукции внешнего магнитного поля.

Как влияет угол α на силу Ампера?

Если угол α равен нулю, то магнитное поле не будет действовать на проводник. Если угол будет равен 900, то сила Ампера будет максимальной.

Из формулы №1 находят величину вектора магнитной индукции.

В= Fа/ I*l* sinα

Направление силы Ампера определяется правилом левой руки.

Надо расположить левую руку так, чтобы вектор В колол ладонь, 4 пальца показывали направление силы тока, тогда, отогнутый на 900 большой палец покажет направление силы Ампера.

2. Сила Лоренца.

Сила, с которой внешнее магнитное поле действует на движущуюся заряженную частицу, попавшую в это магнитное поле, называется силой Лоренца.

Fл = q*V*B*sinα  (2)

        q — заряд частицы, Кл

        V – скорость частицы, м/с

        В – вектор магнитной индукции внешнего магнитного поля, Тл.

        α – угол между вектором магнитной индукции и скоростью частицы.

Проанализируем эту формулу: сила Лоренца прямо пропорциональна заряду частицы, скорости движения частицы, вектору магнитной индукции внешнего магнитного поля. Поле не будет действовать на частицу, если та влетела в поле под углом 00, и примет свое максимальное значение, если угол будет равен 900. Кроме того, при угле 900 сила Лоренца заставит частицу двигаться по окружности и сила Лоренца будет являться центростремительной силой.

Fл = maц

Fл = q*V*B

aц = V2/r       , отсюда mV/r = qB

Эта формула позволяет найти массу частицы, ее скорость, радиус окружности, по которой она будет двигаться в магнитном поле, заряд частицы, вектор магнитной индукции внешнего поля.

Для определения направления силы Лоренца используется правило левой руки:

Надо расположить левую руку так, чтобы вектор В колол ладонь, 4 пальца показывали направление скорости частицы, тогда, отогнутый на 900 большой палец покажет направление силы Лоренца. Это правило используют для определения направления положительно заряженной частицы, если частица заряжена отрицательно, то силу перенаправляют в другую сторону.

Сила Лоренца может:

• тормозить частицу,
• разгонять ее,
• двигать по спирали,
• двигать по окружности.

39 — сила Ампера • 31415.ru

Сила Ампера - сила воздействия магнитного поля на проводник с током.

I — ток в проводнике, А (Ампер)
B — индукция магнитного поля, Тл (Тесла)
L — длина проводника, м (метр)
На провод с током со стороны магнита действует сила 1 Ньютон, если по проводу протекает ток 1 Ампер, длина провода 1 метр и магнитная индукция магнита 1 Тесла.


Возникновение магнитного поля вокруг проводника с током — это одно из самых удивительных явлений в физике. Первым открыл это явление датский физик Ханс Кристиан Эрстед в 1820 году. Проводя эксперименты с электричеством, он заметил что стрелка компаса реагирует на протекание тока по проводнику.

Электромагнит — является примером использования силы Ампера. Сила электромагнита прямо пропорциональна длине проводника L и силе тока I, протекающего через проводник.

Сила Ампера направлена перпендикулярна току и линиям магнитной индукции B. Для определения направления силы Ампера, используют правило левой руки.

Правило левой руки гласит: «Если линии магнитной индукции входят в ладонь, а четыре пальца направлены вдоль тока, то большой палец покажет направление силы Ампера».

Для использования этого правила нужно запомнить, что линии магнитной индукции (обозначаются буквой B) направлены от северного полюса к южному, то есть СТРОГО НА ЮГ. Это легко запомнить, потому что «Строго на юг» — так называется известный детективный сериал о приключениях канадского полицейского с волком.

Электрический ток принято считать направленным от плюса к минусу. При использовании правила левой руки нужно использовать именно такое направление тока.

Сила Ампера определяется только перпендикулярной составляющей магнитной индукции к току. Если линии индукции магнитного поля B направлены к току I под углом больше или меньше 90 градусов, то в формуле для силы Ампера, нужно вычислять проекцию вектора индукции B на перпендикуляр к проводнику.

Лекция о магнитном поле.

 

Эксперимент с проводником в магнитном поле

 

Эксперимент с рамкой в магнитном поле

 

Задача 39.
На проводник с током, расположенный в однородном магнитном поле под углом 30⁰ к магнитным линиям, действует сила 10 Н. Какая сила будет действовать на проводник, если в три раза увеличить угол между проводником и магнитными линиями.
Показать ответОтвет: F=20 Н
 

 

 

Задание 13 ЕГЭ по физике

Электрическое поле, магнитное поле. Принцип суперпозиции электрических полей, магнитное поле проводника с током, сила Ампера, сила Лоренца, правило Ленца

В. З. Шапиро

В задании 13 проверяются знания по теме «Электродинамика». Это задание относится к базовому уровню проверки знаний. Задачи носят качественный характер, в которых ответ необходимо записать словом (словами).

1. 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).

Ответ: ______________ _____________.

Необходимая теория: Магнитное поле. Линии

Согласно правилу буравчика, определим направление силовых линий магнитного поля, которое создано каждым током.

Вектор магнитной индукции направлен по касательной к силовой линии магнитного поля в данной точке (см. рис.)

Сложение двух векторов   и даст результирующий вектор, который направлен вертикально вверх, так как магнитное поле тока I1 сильнее магнитного поля тока  I2. Соответственно,  вектор   больше по модулю вектора  

Ответ: вверх.

Секрет решения. В подобных задачах, если нет специальных оговорок, рисунок в условии задается в вертикальной плоскости. Можно представить, что он расположен также, как монитор компьютера (строго вертикально). Ответ необходимо давать именно относительно вертикальной плоскости.

Направление магнитных линий вокруг проводника с током лучше определять по правилу буравчика. Безусловно, можно воспользоваться и правилом правой руки, но только в том случае, если существует четкое разграничение в применении правил правой и левой руки.

2. Заряд + q > 0 находится на равном расстоянии от неподвижных точечных зарядов + Q > 0 и – Q, расположенных на концах тонкой стеклянной палочки (см. рисунок). Куда направлено (вверх, вниз, влево, вправо, от наблюдателя, к наблюдателю) ускорение заряда + q  в этот момент времени, если на него действуют только заряды + Q и – Q? Ответ запишите словом (словами).

Ответ: _________________________ .

Необходимая теория: Электрический заряд

Результат взаимодействия электрических зарядов зависит от знака самих зарядов. Так как одноименные заряды отталкиваются, а разноименные –притягиваются, то на заряд +q будут действовать силы F₁ и F₂ (см.рис.) Модули этих сил равны на основании закона Кулона.

Векторное сложение указанных сил дает равнодействующую силу, направленную вправо. 

Ответ: вправо.   

Секрет решения. Решение задач по электростатике по темам «Закон Кулона», «Напряженность электростатического поля», «Принцип суперпозиции полей» в обязательном порядке требует построения точных чертежей. Во многом верный результат решения основывается на применении геометрических законов. В обязательном порядке необходимо четко владеть основными геометрическими понятиями, такими как: теорема Пифагора, теорема косинусов, соотношения в прямоугольном треугольнике.      

 3. Электрическая цепь, состоящая из трёх прямолинейных горизонтальных проводников (2–3, 3–4, 4–1) и источника постоянного тока, находится в однородном магнитном поле, у которого вектор магнитной индукции направлен так, как показано на рисунке. Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вызванная этим полем сила Ампера, действующая на проводник 4–1? Ответ запишите словом (словами).

Ответ: _____________________ .

Необходимая теория: Магнитное поле. Силы

За направление электрического тока принято считать направление движения положительно заряженных частиц. Если же ток обусловлен движением отрицательно заряженных частиц, то за его направление берут направление, противоположенное их движению. При наличии в электрической цепи источника тока принято говорить, что ток течет от «плюса» к «минусу». В данной схеме ток течет против часовой стрелки.

Применяя для данного рисунка правило левой руки, учитывая направление тока и направление вектора магнитной индукции, можно определить, что сила Ампера направлена вправо.

Ответ: вправо.

Секрет решения. Правило левой руки запоминается достаточно легко. Для этого надо взять несколько задач с рисунками и на практике отработать эту закономерность. В данной задаче надо учесть, что, согласно условию, все проводники расположены в горизонтальной плоскости. В противном случае ответ будет неправильным.

Приведем примеры задач на определение направления силы Ампера при помощи правила левой руки.

Так как в задачах нет никаких оговорок, то все рисунки считаются расположенными в вертикальной плоскости.

Рис. А – сила Ампера направлена вверх.

Рис. Б – сила Ампера направлена вправо.

Рис. В – сила Ампера направлена от наблюдателя.

Рис. Г – сила Ампера направлена влево.

ИЗМЕРЕНИЕ ПРОЧНОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Когда ток течет через проводник, находящийся в магнитном поле. поле, проводник испытывает силу , за исключением , когда ток течет параллельно силовым линиям магнитного поля .

Направление силы от 90 до как текущее, так и поле .

Джон Амброуз Флеминг заметил способ запомнить родство между тремя направлениями тока, поля и силы (или результирующее движение), фигурирующая здесь.

Поместите большой, указательный и второй пальцы левой руки. руку 90 друг другу (или как можно ближе!)

Предположим, вы хотите найти направление (и смысл) силы на проводнике в магнитном поле.

Поместите свой F Первый палец в направление F ield , se C ond палец в направлении тока C (разумеется, обычный ток), и тогда вы обнаружите, что Ваш чт M b указывает направление движения force (или в результате M otion ).

Это теперь называется Правило левой руки Флеминга (вы можете догадаться, почему?)

Эффект можно наблюдать с помощью прибора, подобного показанному. ниже.

Маленькая подвижная медная трубка контактирует с двумя неподвижными медными «рельсы», по которым он может катиться.

Когда через систему проходит ток, показан медный трубка перемещается вправо или влево в зависимости от ориентации магнит и чувство тока.(В ситуации, показанной выше он движется вправо.)

Иногда вам может понадобиться встать на голову, чтобы взять руку примерно в том же положении, что и исследуемый аппарат, но давайте Признайтесь, это небольшая цена за научный прогресс.

Эксперименты показывают , что величина звездной величины сила, действующая на проводник с током в магнитном поле

— прямо пропорционально току, Я

— прямо пропорциональна длине, L проводника в поле

— зависит от угла между током и полем.

Следовательно, у нас

т.

и если угол между током и полем равен 90, то постоянная называется плотностью магнитного потока (или напряженность магнитного поля ), обозначение B .

Это означает, что мы можем измерить силу магнитного поля. пропуская через него известный ток под углом 90 ° к полю, и измерение силы, действующей на проводник, по которому проходит ток.

Плотность магнитного потока магнитного поля определяется как:

Сила на единиц длины на единиц тока воздействуя на проводник, помещенный на 90 в поле .

Следовательно, единицы B являются NA -1 м -1 но 1NA -1 м -1 называется 1Тесла (после Никола Тесла)

Если у нас есть ситуация, в которой угол между полем и ток не 90, а какой-то другой угол, θ, тогда сила на единичный ток на единицу длины имеет меньшую величину.

Мы знаем из экспериментов, что сила равна ноль , когда угол равен нулю и максимален, когда угол равен 90.

Таким образом, мы можем предположить, что будет sinq где-нибудь в уравнении.

Посмотрим на это немного внимательнее:

Если угол между силовыми линиями и силовыми линиями равен q, то величина компонент B , который находится на 90, равен B cos (90-θ) что равно B sinθ, см. диаграммы ниже.

В заключение, для проводника, по которому проходит ток, Я под углом θ к магнитному полю потока плотность B , сила, действующая на проводник, равна предоставлено

Правило левой руки Флеминга — Использование магнетизма — Высшее — OCR Gateway — GCSE Physics (Single Science) Revision — OCR Gateway

Сила, действующая на провод заданной длины в магнитном поле, увеличивается, когда:

• ток в проводе увеличивается
• сила магнитного поля увеличивается

Для любой данной комбинации тока и напряженности магнитного поля сила максимальна, когда направление тока составляет 90 ° к направлению магнитного поля.Сила моторного эффекта отсутствует, если ток и магнитное поле параллельны друг другу.

Направление силы можно найти с помощью правила левой руки Флеминга.

Держите большой, указательный и второй пальцы под прямым углом друг к другу:

• большой палец показывает направление силы моторного воздействия на проводник, несущий ток
• указательный палец выровнен с линиями магнитного поля, направленными с севера на юг
• второй палец выровнен с током, указывающим от положительного к отрицательному

Вопрос

В каком направлении этот провод будет ощущаться сила?

Показать ответ

Когда указательный палец (магнитное поле) направлен слева направо, а второй (текущий) палец — вниз, большой палец левой руки (сила) будет указывать на вас.Это направление, в котором действует сила.

Integrated Publishing — Ваш источник военных спецификаций и образовательных публикаций

Integrated Publishing — Ваш источник военных спецификаций и образовательных публикаций

Администрация — Навыки, процедуры, обязанности военнослужащих и т. Д.

Продвижение — Военное продвижение по службе книги и др.

Аэрограф / Метеорология — Метеорология основы, физика атмосферы, атмосферные явления и др.
Руководство по аэрографии и метеорологии ВМФ,

Автомобили / Механика — Руководства по обслуживанию автомобилей, механика дизельных и бензиновых двигателей, руководства по автомобильным запчастям, руководства по запчастям дизельных двигателей, руководства по запчастям для бензиновых двигателей и т. Д.
Автомобильные аксессуары | Перевозчик, Персонал | Дизельные генераторы | Механика двигателя | Фильтры | Пожарные машины и оборудование | Топливные насосы и хранилище | Газотурбинные генераторы | Генераторы | Обогреватели | HMMWV (Хаммер / Хаммер) | и т.п…

Авиация — Принципы полета, авиастроение, авиационная техника, авиационные силовые установки, руководства по авиационным деталям, руководства по деталям самолетов и т. д.
Руководства по авиации ВМФ | Авиационные аксессуары | Общее техническое обслуживание авиации | Руководства по эксплуатации вертолетов AH-Apache | Руководства по эксплуатации вертолетов серии CH | Руководства по эксплуатации вертолетов Chinook | и т.д …

Боевые — Служебная винтовка, пистолет меткая стрельба, боевые маневры, органическое вспомогательное оружие и т. д.
Химико-биологические, маски и оборудование | Одежда и индивидуальное снаряжение | Инженерная машина | и т.д …

Строительство — Техническое администрирование, планирование, оценка, календарное планирование, планирование проекта, бетон, кладка, тяжелые строительство и др.
Руководства по строительству военно-морского флота | Агрегат | Асфальт | Битуминозный распределитель кузова | Мосты | Ведро, раскладушка | Бульдозеры | Компрессоры | Обработчик контейнеров | Дробилка | Самосвалы | Земляные двигатели | Экскаваторы | и т.п…

Дайвинг — Руководства по дайвингу и утилизации разного оборудования.

Чертежник — Основы, приемы, составление проекций, зарисовок и др.

Электроника — Руководства по обслуживанию электроники для базового ремонта и основ. Руководства по компьютерным компонентам, руководства по электронным компонентам, руководства по электрическим компонентам и т. Д.
Кондиционер | Усилители | Антенны и мачты | Аудио | Аккумуляторы | Компьютерное оборудование | Электротехника (NEETS) (самая популярная) | Техник по электронике | Электрооборудование | Электронное общее испытательное оборудование | Электронные счетчики | и т.п…

Инженерное дело — Основы и приемы черчения, черчение проекций и эскизов, деревянное и легкое каркасное строительство и др.
Военно-морское дело | Программа исследования прибрежных заливных отверстий в армии | так далее…

Еда и кулинария — Руководства по рецептам и оборудованию для приготовления пищи.

Логистика — Логистические данные для миллионов различных деталей.

Математика — Арифметика, элементарная алгебра, предварительное исчисление, введение в вероятность и т. д.

Книги медицинские — Анатомия, физиология, пациент уход, медицинское оборудование, аптека, токсикология и др.
Медицинские руководства ВМФ | Агентство регистрации токсичных веществ и заболеваний

MIL-SPEC — Правительственные MIL-Specs и другие сопутствующие материалы

Музыка — мажор и минор масштабные действия, диатонические и недиатонические мелодии, ритм биения, пр.

Ядерные основы — Теории ядерной энергии, химия, физика и др.
Справочники DOE

Фотография и журналистика — Теория света, оптические принципы, светочувствительные материалы, фотографические фильтры, копия редактирование, написание статей и т. д.
Руководства по фотографии и журналистике военно-морского флота | Армейская фотография Полиграфия и пособия по журналистике

Религия — Основные религии мира, функции поддержки поклонения, венчания в часовне и т. д.

22.4 Напряженность магнитного поля: сила, действующая на движущийся заряд в магнитном поле — College Physics

Расчет магнитной силы: магнитное поле Земли на заряженном стеклянном стержне

За исключением компасов, вы редко видите или лично испытываете силы из-за небольшого магнитного поля Земли.Чтобы проиллюстрировать это, предположим, что в физической лаборатории вы натираете стеклянный стержень шелком, помещая на него положительный заряд 20 нКл. Вычислите силу, действующую на стержень из-за магнитного поля Земли, если вы бросите его с горизонтальной скоростью 10 м / с на запад в место, где поле Земли направлено на север параллельно земле. (Направление силы определяется правилом правой руки 1, как показано на рисунке 22.18.)

Рис. 22.18 Положительно заряженный объект, движущийся строго на запад в области, где магнитное поле Земли направлено на север, испытывает силу, направленную прямо вниз, как показано.Отрицательный заряд, движущийся в том же направлении, почувствовал бы силу, направленную прямо вверх.

Стратегия

Нам дан заряд, его скорость, сила и направление магнитного поля. Таким образом, мы можем использовать уравнение F = qvBsinθF = qvBsinθ size 12 {F = ital «qvB» «sin» θ} {}, чтобы найти силу.

Решение

Магнитная сила

F = qvBsinθ.F = qvBsinθ. размер 12 {F = ital «qvb» «sin» θ} {}

22,4

Мы видим, что sinθ = 1sinθ = 1 размер 12 {«sin» θ = 1} {}, поскольку угол между скоростью и направлением поля 90º90º размер 12 {«90» rSup {размер 8 {circ}}} {}.Ввод других заданных величин дает

F = 20 × 10–9C10 м / с 5 × 10–5T = 1 × 10–11C⋅m / sNC⋅m / s = 1 × 10–11N.F = 20 × 10–9C10 м /s5 × 10–5T=1 × 10–11C⋅m/sNC⋅m/s=1 × 10–11N.alignl {stack { размер 12 {F = left («20» умножить на «10» rSup {размер 8 {- 9}} `C right) left (» 10 «` «m / s» right) left (5 x «10» rSup {size 8 {- 5}} `T вправо)} {} # «» = 1 раз «10» rSup {размер 8 {- «11»}} `влево (C cdot» м / с «справа) влево ({{N} больше {C cdot» m / s «}} справа) = 1 умножить на «10» rSup {size 8 {- «11»}} `N». » {} }} {}

22.5

Обсуждение

Этой силой можно пренебречь для любого макроскопического объекта, что подтверждается опытом. (Он рассчитывается только с точностью до одной цифры, поскольку поле Земли меняется в зависимости от местоположения и выражается только в одной цифре.) Магнитное поле Земли, однако, оказывает очень важное влияние, особенно на субмикроскопические частицы. Некоторые из них рассматриваются в книге «Сила движущегося заряда в магнитном поле: примеры и приложения».

Линейка правой руки | Магнит-Лексикон / Глоссарий

Правило правой руки или правило трех пальцев — это вспомогательное средство, которое иллюстрирует векторы в трехмерной системе координат.Эта помощь используется в разных областях математики и физики:

• В геометрии для ориентации вектора или векторной точки из векторного произведения системы координат.
  
• Для определения направления момента количества движения при вращении тел.
  
• В физике в контексте электромагнетизма и электротехники как правило причинно-следственной связи (правило UVW). Это также описывается в этом контексте как правило штопора или правило правого кулака.

Правило правой руки в физике

В области физики правило правой руки встречается в основном в области магнитного поля. Когда проводник с током подвергается воздействию магнитного поля, например, подковообразного магнита, на этот носитель заряда действует сила. Напоминание показывает направления, в которых силы действуют на проводник:

Большой палец фиксирует направление движения положительно заряженных частиц (электронов) в текущем направлении от + до -.Это направление движения называется напряжением (ампер).

Указательный палец описывает направление силовых линий магнитного поля от северного полюса к южному. С помощью правила правой руки также можно определить полярность силовых линий магнитного поля, то есть их направление. Плотность магнитного потока описывает силу этого поля.

В этом созвездии средний палец указывает силу, которая воздействует на носитель с током.

Важно, чтобы три пальца были перпендикулярны друг другу в соответствии с направлением силы: Таким образом, силы магнитного поля всегда действуют перпендикулярно проводнику с током и параллельно ему перпендикулярно направлению движения объект.

Внимание к направлению движения электронов: Как правило, электрически заряженные частицы мигрируют от отрицательного полюса источника электричества к положительному полюсу. Однако в правиле правой руки предполагается текущее направление от + до -. То есть движение здесь с точностью до наоборот.

Сила Лоренца

Голландский физик Хенрик Лоренц подробно изучил способы действия, описываемые правилом трех пальцев или руки. В честь него была сила, действующая на движущийся носитель заряда в этой установке, также называемая силой Лоренца.

Сила Лоренца — это сила, которая перемещает проводник с током в поле магнита. В зависимости от направления протекания тока в проводнике сила Лоренца действует в разных направлениях.

Правило левой руки или Правило правой руки: различия

В отличие от правила правой руки, правило левой руки всегда используется, когда поток электродов (ток) изменяется от + до -. Конкретно это означает, что всегда используется правило левой руки, когда говорят об электрическом токе с отрицательными носителями заряда.Таким образом, правило правой руки исходит из положительно заряженных частиц, так называемых катионов.

Электромагнетизм

Линии магнитного поля

Принцип Эрстеда (Принцип электромагнетизма)

Каждый раз, когда заряд движется через прямой проводник, вокруг него создается круговое магнитное поле. Движущиеся электрические заряды создают магнитное поле.

Правило правой руки и правило левой руки для направления силовых линий магнитного поля

Если вы держите прямой провод в правой руке, указав большим пальцем правой руки в направлении тока (направление положительного заряда), ваши скрученные пальцы будут указывать в направлении силовых линий магнитного поля.

Если вы держите прямой проводник в левой руке, указав большим пальцем левой руки в направлении потока электронов (направление отрицательного заряда), ваши скрученные пальцы будут указывать в направлении силовых линий магнитного поля.

Магнитные поля от токов в длинном прямом проводе

Направление определяется RHR : возьмитесь за провод правой рукой. Если ваш большой палец указывает в направлении тока, ваши пальцы будут изгибаться вокруг провода в том же направлении, что и магнитное поле.

Прочность на расстоянии r от провода : B = μI / 2πr, где I — ток, μ — проницаемость материала вокруг провода (в единицах ньютонов на квадратный ампер N / A ² ). В воздухе, близком к вакууму, μ = 4π * 10 ^-7 Н / Д ² , поэтому мы также имеем B = μ ₀ I / 2πr

Соленоид и линейка правой руки для соленоида

Намотка проводника в катушку, содержащую несколько петель, дает соленоид. Магнитное поле вокруг соленоида похоже на магнитное поле стержневого магнита.

Чтобы определить направление линий магнитного файла вокруг соленоида, оберните пальцы правой руки вокруг катушки в направлении обычного тока, большой палец правой руки будет указывать в направлении северного магнитного полюса катушка.

Напряженность магнитного поля соленоида может быть увеличена на

1. увеличение количества петель,
2. увеличение количества электрического тока,
3. , включая сердечник из мягкого железа, или
4. любая их комбинация.

Напряженность магнитного поля внутри соленоида равна B = μ * N / L * I, где μ — проницаемость сердечника, N — количество витков, L — длина, а I — ток.

Магнитная сила

Любой заряд MOVING создаст вокруг себя магнитное поле, и любой заряд MOVING , помещенный во внешнее магнитное поле (каким бы он ни был), будет испытывать на нем магнитную силу из-за взаимодействия двух магнитных полей.

Магнитная сила зависит от скорости заряда. Гравитационные и электрические силы не зависят от скорости заряда / массы. Магнитная сила пропорциональна заряду и скорости заряда с учетом силы внешнего магнитного поля.

Магнитная сила на свободно движущемся заряде в магнитном поле

Магнитная сила, действующая на свободно движущийся заряд F, перпендикулярна как скорости заряда, так и направлению силовой линии магнитного поля.Направление магнитной силы может быть задано правилом правой руки. Величина магнитной силы определяется как заряд (это скалярная величина), умноженный на векторное произведение скорости и магнитного поля (напряженности).

F = q * v * B * sinθ

Где q — заряд, v — скорость заряда, B — напряженность внешнего магнитного поля (q — скаляр, v, B — векторы), а theta θ — угол между v и B.

Также помните, что направление магнитной силы на свободно движущийся заряд — это перпендикулярно плоскости , образованной v и B

Правило правой руки , RHR, для определения направления магнитной силы, испытываемой движущимся положительным зарядом в магнитном поле:

• большой палец указывает в направлении скорости движущегося положительного заряда, v
• пальцев указывают в направлении магнитного поля, B
• ладонь обращена в направлении магнитной силы, F

Это правило правой руки применимо только к положительным зарядам. Вам нужно будет использовать эквивалентное правило левой руки для электронов. Или просто помните, что если сила будет «вверх» для положительного заряда, то сила будет «вниз» для отрицательного заряда. То есть сила, действующая на отрицательный заряд, всегда будет действовать на 180º в противоположном направлении.

Магнитная сила на проводнике с током в магнитном поле

Магнитная сила, действующая на проводник с током в манетическом поле F _m — произведение напряженности магнитного поля (B, вектор), длины проводника (L, скаляр), тока в проводнике ( I, вектор), и синус угла, который электрический ток составляет с вектором магнитного поля.

F _м = I * L * B * sinθ

Правое правило:

Заряды и равномерное круговое движение

Если свободный заряд движется в магнитное поле с направлением, перпендикулярным полю, он будет двигаться по круговой траектории. Магнитная сила, перпендикулярная скорости, обеспечивает центростремительную силу.

На диаграмме ниже отрицательно заряженная частица движется в плоскости страницы в области, где магнитное поле перпендикулярно странице (представлено маленькими кружками с крестиками, как хвосты стрелок).Магнитная сила перпендикулярна скорости, поэтому скорость изменяется по направлению, но не по величине. Результат равномерного кругового движения.

В приведенном ниже уравнении r — радиус круга, v — скорость, а m — масса заряда.

Чтобы найти массу заряда: m = qBr / v

Эксперимент Ампера

Если направления тока в двух параллельных проводах одинаковы, то линии магнитного поля будут идти в противоположных направлениях, и в результате возникнет сила притяжения.Это означает, что 2 провода будут притягиваться друг к другу.

Если направления тока в 2 параллельных проводах имеют разные направления, то создаваемые силовые линии магнитного поля будут идти в одном направлении, и в результате возникнет противоположная магнитная сила. Это означает, что 2 провода будут отталкивать друг друга.

Единица напряженности магнитного поля

Единица магнитного поля — Тл для Тесла.

Формула 1: 1 T = 1 кг / Кл * с, где C означает кулон, а s означает секунду.

Формула 2: 1 T = 1 N / A * m, где A означает ампер, m означает метр, а N означает Ньютон.

https://en.wikipedia.org/wiki/Tesla_(unit)

Объяснение формулы 1: Напряженность электрического поля Remeber равна Fe / C, потому что Fe пропорционально C. Поскольку Fm пропорциональна как C, так и скорости C, следовательно, напряженность / напряженность магнитного поля = Fm / C * V = Ньютон / C * (м / с) = кг * (м / с ² ) / C * (м / с) = кг / C * с, где м — метр.

Объяснение формулы 2: Это определение основано на том факте, что если два токоведущих сегмента длиной 1 метр, каждый из которых имеет ток 1 ампер, притягиваются друг к другу или отталкиваются друг от друга силой в один ньютон, то Напряженность магнитного поля, создаваемого любым токоведущим сегментом, равна 1 тесла в месте расположения другого провода.

Двигатель постоянного тока

Закон электромагнитной индукции

Перемещение прямолинейного проводника в магнитном поле (как показано выше) вызовет разность потенциалов между двумя концами проводника, и если проводник подключен к замкнутой цепи, в цепи будет ток:

1. Когда провод находится в магнитном поле, ток отсутствует.

2. Когда провод перемещается через поле параллельно полю (θ = 0 °), ток отсутствует.

3. Когда провод перемещается через поле, которое «пересекает» силовые линии под углом θ, возникает небольшой ток.

4. Когда провод пересекает силовые линии под прямым углом (θ = 90 °), будет максимальный ток.

5. Когда провод пересекает силовые линии вверх и вниз, направление тока меняется.

Направление индуцированного тока определяется правилом RHR: пальцы правой руки указывают в направлении магнитных линий; большой палец указывает в направлении скорости проволоки; ладонь укажет направление индуцированного тока.

Индуцированная разность потенциалов называется ЭДС движения , и когда провод пересекает силовые линии магнитного поля под прямым углом, мы имеем ЭДС = B * L * V * sinθ , где B — напряженность магнитного поля (Тесла), L — длина проволоки, а V — скорость проволоки. Например: предположим, что у нас есть провод длиной 0,5 м, движущийся под прямым углом к ​​магнитному полю 0,04 Тл со скоростью 5 м / с. Тогда наведенная ЭДС будет равна ЭДС = (0,04Тл) (0,5м) (5м / с) = 0,1В

ПРИМЕЧАНИЕ. ЭДС = B * L * V * sinθ можно объяснить с помощью закона Фарадея эдс = -N (ΔΦ / Δt) ниже.Здесь N = 1; ΔΦ / Δt = B * A * cos (90-θ) / Δt = B * L * x * sinθ / Δt = B * L * V * sinθ. Обратите внимание, что θ, используемый в ЭДС = B * L * V * sinθ , является дополнительным к θ, используемым в ЭДС = -N (ΔΦ / Δt) ; также обратите внимание на область A = L * x, где x — расстояние, на которое вы перемещаете линию в направлении v.

Магнитный поток, плотность магнитного потока и закон электромагнитной индукции Фарадея

Предположим, у нас есть катушка, состоящая из N витков провода, и катушка имеет площадь поперечного сечения A.Он пересекает магнитное поле с напряженностью поля B под углом θ. Тогда мы можем определить магнитный поток Φ как Φ = B * A * cosθ .

Единица магнитного потока — Вебер, 1 Вебер = 1 тесла квадратный метр.

Так что же такое плотность магнитного потока? Плотность магнитного потока — это просто напряженность магнитного поля: из Φ = B * A * cosθ, мы имеем B = Φ / (A * cosθ), а единица плотности магнитного потока — веберы на квадратный метр (Вт / м ² ).

Закон электромагнитной индукции Фарадея гласит, что ЭДС движения = -N (ΔΦ / Δt) , где ΔΦ — изменение магнитного потока, а Δt — изменение во времени, а N — количество витков провода в катушка.

Согласно закону Фарадея, пока есть изменения магнитного поля, даже если нет относительной скорости между катушкой и внешним магнитным полем, будет индуцированная ЭДС.

Варианты закона Фаради

Материал адаптирован из http: // hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/farlaw2.html

В примере 1 две катушки проходят через изменяющееся магнитное поле. Магнитный поток Φ определяется как Φ = BA, где B — магнитное поле или среднее магнитное поле, а A — площадь, перпендикулярная магнитному полю. Обратите внимание, что для данной скорости изменения потока через катушку генерируемое напряжение пропорционально количеству витков N, через которые проходит поток.

В примере 2 напряжение генерируется, когда катушка перемещается в магнитное поле.Иногда это называют «ЭДС движения», и она пропорциональна скорости, с которой катушка перемещается в магнитное поле. Эта скорость может быть выражена через скорость изменения области, находящейся в магнитном поле.

В примере 3 мы видим стандартную геометрию генератора переменного тока, в которой катушка с проводом вращается в магнитном поле. Вращение изменяет перпендикулярную площадь катушки по отношению к магнитному полю и генерирует напряжение, пропорциональное мгновенной скорости изменения магнитного потока.При постоянной скорости вращения генерируемое напряжение является синусоидальным.

Вот еще одна диаграмма, например 3:

В примере 4 напряжение генерируется путем перемещения магнита к катушке с проволокой или от нее. При постоянной площади изменяющееся магнитное поле вызывает генерируемое напряжение. Направление или «смысл» генерируемого напряжения таковы, что любой результирующий ток создает магнитное поле, противодействующее изменению магнитного поля, которое его создало (закон Ленца).

Закон Ленца

Если изменяющееся магнитное поле индуцирует ток в катушке, электрический ток имеет такое направление, что его собственное магнитное поле противодействует изменению, вызвавшему его.

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/mintage/emfchb.html

Двигатель и генератор постоянного тока

Переменный ток

Переменный ток — это электрический ток, который периодически меняет направление.В переменном токе напряжение периодически изменяется от максимального положительного значения до максимального отрицательного значения, пересекающего нулевое значение. При нулевом напряжении свет становится тусклее, но при 60 циклах в секунду (60 Гц) люди не могут их обнаружить. Закон Ома применим и к переменному току.

Гальванометр, амперметр, вольтметр

Гальванометр

изготовлен по принципу двигателя. Амперметр и вольтметр используют гальванометр, закон Ома и принципы параллельных цепей.

Двигательный эффект и правило левой руки Флеминга

Если два магнитных поля объединяются, возникает сила. Один магнит оказывает на другой силу (притягивающую или отталкивающую).

Посмотрите на эти два поля:

Сильное поле за проволокой толкает ее вверх, как показано.

Этот эффект позволяет нам преобразовать электрическую энергию в кинетическую. Мы называем это моторным эффектом .

Величину силы можно увеличить на:

• Повышение напряженности магнитного поля;
• Увеличение длины провода в поле;
• Повышение тока в проводе.

F = B I L

Где:

F = Усилие на провод (Н)

I = ток (A)

B = напряженность магнитного поля (Тл)

L = длина провода (м)

Примечание: Угол между током и магнитным полем должен быть больше нуля для создания силы.Наибольший эффект достигается при угле 90º. Поэтому, если провод и проводник не перпендикулярны друг другу, мы должны использовать:

F = B I L sin θ

Примечание: Угол измеряется между направлением поля и проводником.

Для определения направления силы мы используем правило левой руки Флеминга.

• Ваш первый палец указывает в направлении магнитного поля (с севера на юг).
• Ваш второй палец указывает в направлении обычного тока (от положительного к отрицательному).
• Большой палец на указывает в направлении толчка или силы на проводнике.

Помните, что направление очень важно !!!

.