Правило правой руки для определения направления индукционного тока: Правило правой руки — Основы электроники

Содержание

Направление индукционного тока. Правило Ленца — урок. Физика, 9 класс.

Направление индукционного тока в контуре зависит от того, увеличивается или уменьшается магнитный поток через этот контур.

Убедимся в этом на опыте с помощью прибора, изображённого на рисунке \(1\).

 

 

Рис. \(1\). Опыт № \(1\)

 

Узкая алюминиевая пластинка с двумя алюминиевыми кольцами на концах (одно — сплошное, другое — с разрезом) находится на стойке и может свободно вращаться вокруг вертикальной оси.

Попытаемся внести полосовой магнит северным полюсом в сплошное кольцо (рис. \(1\)). Оно уходит от магнита, как будто отталкивается от него, поворачивая при этом всю пластинку. Повторим эксперимент, будем подносить магнит к кольцу южным полюсом. Результат будет точно таким же. Кольцо оттолкнется. Если подносить магнит к кольцу с прорезью, то ничего не произойдет. Замена полюса магнита изменений тоже не вносит.

Данное явление можно объяснить следующим образом:

при приближении магнита к кольцу без прорези возрастает магнитный поток сквозь площадь кольца. Так как кольцо замкнуто, то в нем возникает индукционный ток.

В кольце с разрезом ток циркулировать не может.

Ток в сплошном кольце создаёт магнитное поле, поэтому кольцо приобретает свойства магнита. Кольцо отталкивается от магнита. Значит, кольцо и магнит обращены друг к другу одноименными полюсами, а векторы магнитной индукции их полей направлены в противоположные стороны (рис. \(2\)).

 

 

Рис. \(2\). Опыт № \(2\)

 

Магнитное поле индукционного тока противодействует увеличению внешнего магнитного потока через кольцо.

Внося полосовой магнит, мы увеличиваем интенсивность магнитного поля, действующего со стороны магнита на кольцо. В кольце возникает магнитное поле, которое ослабляет поле полосового магнита, то есть направлено противоположно внешнему. Значит, ток в кольце будет направлен против часовой стрелки.

Направление индукционного тока в кольце определяется правилом правой руки.

Поменяем направление полосового магнита. Из кольца будем удалять магнит (рис. \(3\)). Кольцо будет двигаться за магнитом. Получается, что кольцо притягивается к магниту.

Объяснение: притяжение возможно только в том случае, если кольцо и магнит обращены друг к другу разноименными полюсами. В этом случае направление векторов магнитной индукции магнитных полей кольца и магнита совпадают.

 

 

Рис. \(3\). Опыт № \(3\)

 

Магнитное поле, создаваемое индукционным током, поддерживает уменьшающийся магнитный поток через площадь кольца.

Убирая полосовой магнит из кольца, мы уменьшаем интенсивность магнитного поля, действующего со стороны магнита на кольцо. Магнитное поле кольца будет поддерживать поле полосового магнита, значит, сонаправлено внешнему магнитному полю. Поэтому, ток в кольце будет направлен по часовой стрелке.

Общее правило впервые сформулировал российский ученый Эмилий Христианович Ленц в \(1834\) году:

правило Ленца
Индукционный ток в замкнутом проводящем контуре принимает такое направление, что он ослабляет первопричину своего возникновения.

Источники:

Рис. 1. Опыт № 1. © ЯКласс.

Рис. 2. Опыт № 2. © ЯКласс.

Рис. 3. Опыт № 3. © ЯКласс.

Направление индукционного тока. Правило Ленца

Цель урока. Закрепить знания учащихся о явлении электромагнитной индукции; изучить правило Ленца, с помощью которого можно определить направление индукционного тока; дать алгоритм решения качественных задач на применение правила Ленца.

Демонстрации. Взаимодействие алюминиевых колец (сплошного и с прорезью) с постоянным полосовым магнитом (по рис. 123—127 учебника).

Содержание опроса. 1. В чем заключается явление электромагнитной индукции? 2. Возникнет ли индукционный ток в замкнутом проводнике (проволочном витке) во время движения постоянного магнита относительно витка; во время его остановки? Почему? 3. Почему при приближении магнита к проволочному витку магнитный поток, пронизывающий его, изменяется? 4. Почему при удалении магнита от проволочного витка магнитный поток, пронизывающий его, изменяется? 5. Изменяется ли направление индукционного тока в проволочном витке в зависимости от полюсов постоянного магнита; в зависимости от направления скорости движения постоянного магнита относительно витка?

Содержание нового материала. Возникновение индукционного тока в алюминиевом кольце при изменении проходящего сквозь кольцо магнитного потока. Определение направления индукционного тока. Правило Ленца.

Закрепление материала. Вопросы после § 40. Решение задачи 1912 из Сборника.

Домашнее задание. § 40. Упражнение 37.

Планируемые результаты обучения

Метапредметные: овладеть регулятивными УУД при решении качественных задач на правило Ленца, при выдвижении гипотез о возникновении индукционного тока в замкнутом алюминиевом кольце; развивать навыки монологической и диалогической речи; учиться выражать свои мысли при ответах на вопросы после параграфа.

Личностные: сформировать познавательный интерес к изучению направления индукционного тока; самостоятельность в приобретении новых знаний о правиле Ленца, ценностное отношение друг к другу, к учителю, к результатам обучения; развивать творческую инициативу.

Общие предметные: изучить правило Ленца, пользуясь методами научного познания, планировать и выполнять эксперимент по возникновению индукционного тока в замкнутом алюминиевом кольце; применять полученные знания при решении качественных задач; кратко и четко отвечать на вопросы после параграфа.

Частные предметные: наблюдать взаимодействие алюминиевых колец с постоянным магнитом; объяснять физическую суть правила Ленца и формулировать его; применять правило Ленца и правило правой руки для определения направления индукционного тока в проволочном витке и катушке.

Методические замечания

Начать урок следует с анализа ошибок, допущенных при выполнении лабораторной работы. Еще раз проговорить правильные выводы, записанные учащимися в тетрадях для лабораторных работ. После рассмотрения причин возникновения индукционного тока обратить внимание учащихся на экспериментальное исследование зависимости направления индукционного тока от полюсов магнита и скорости движения магнита относительно катушки.

Повторить выводы, к которым учащиеся пришли в ходе выполнения лабораторной работы.

Затем продемонстрировать опыт по рисунку 123 учебника и обсудить его с учащимися. Прийти к выводу, что в алюминиевом кольце с прорезью индукционный ток не возникает, а в сплошном кольце — возникает, поэтому ток в сплошном кольце создает в пространстве магнитное поле, благодаря чему кольцо приобретает свойства магнита и взаимодействует с приближающимся к нему (или удаляющимся от него) постоянным магнитом. Сформулировать правило, установленное в 1834 г. российским ученым Эмилием Христиановичем Ленцем, записать его. Дать алгоритм решения качественных задач по определению направления индукционного тока с помощью правила Ленца и привести примеры по рисункам 125—127 учебника.

Алгоритм решения задач на правило Ленца.

1. Сделать схематичный рисунок к задаче. Обозначить магнитные полюса постоянного магнита. Изобразить несколько линий магнитной индукции магнитного поля, созданного постоянным магнитом.

2. Указать направление вектора скорости движения постоянного магнита и выяснить по нему, увеличивается или уменьшается магнитный поток, пронизывающий катушку.

3. Используя правило Ленца, изобразить несколько линий магнитной индукции магнитного поля, созданного индукционным током в катушке. Эти линии должны быть направлены противоположно линиям индукции магнитного поля постоянного магнита, если магнитный поток увеличивается, и иметь одинаковое с ними направление, если магнитный поток уменьшается.

4. Зная направление линий магнитной индукции магнитного поля, созданного индукционным током, по правилу правой руки определить направление индукционного тока в катушке.

» Определение направления индукционного тока. Правило Ленца.

ПЗ 39,40 Определение направления индукционного тока. Правило Ленца

Цель: определить направление индукционного тока, применяя правило Ленца.

Правило Ленца: Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван.

Применение правила Ленца:

  1. Установить направление линий магнитной индукции

внешнего магнитного поля.

  1. Выяснить, увеличивается (или уменьшается

( поток магнитной индукции через площадь этого контура.

  1. Установить направление линий магнитного поля

  1. Зная направление линий магнитной индукции , найти направление

индукционного тока Ii пользуясь правилом буравчика или правилом правого винта

Определить направление индукционного тока для случая 1

Действия

по правилу Ленца

Случай 1

Применение правила Ленца:

1. Установить направление линий магнитной индукции

внешнего магнитного поля.

1. внешнее поле направлено от северного полюса магнита к центру окружности, т. е. вверх

2. Выяснить, увеличивается (или уменьшается ( поток магнитной индукции через площадь этого контура.

2. магнитный поток через этот контур увеличивается, т. к. магнит вставляют в контур, т. е.

3. Установить направление линий магнитного поля

3. по правилу Ленца

, т. е. поле катушки направлено от центра окружности к северному полюсу магнита

4. Зная направление линий магнитной индукции , найти направление

индукционного тока Ii пользуясь правилом буравчика или правилом правого винта.

4. по правилу правого винта:

Если свернуть четыре пальца правой руки в направлении тока в контуре, то большой палец, отставленный на 90°, покажет направление вектора магнитной индукции. или

по правилу буравчика:

если поступательное движение буравчика совпадает с направлением магнитного поля, то вращение ручки буравчика совпадает с направлением тока, т. е по часовой стрелке.

Ответ: ток направлен по часовой стрелке

Действия

по правилу Ленца

Случай 2

Применение правила Ленца:

1. Установить направление линий магнитной индукции

внешнего магнитного поля.

1. внешнее поле направлено от северного полюса магнита к центру окружности, т. е. влево

2. Выяснить, увеличивается (или уменьшается ( поток магнитной индукции через площадь этого контура.

2.

3. Установить направление линий магнитного поля

3. по правилу Ленца

4. Зная направление линий магнитной индукции , найти направление

индукционного тока Ii пользуясь правилом буравчика или правилом правого винта.

4. по правилу правого винта:

Если большой палец, отставленный на 90°, показывает направление вектора магнитной индукции, то свернутые четыре пальца правой руки покажут на направление тока в контуре.

или

по правилу буравчика:

если поступательное движение буравчика совпадает с направлением магнитного поля, то вращение ручки буравчика совпадает с направлением тока.

Ответ: ток в контуре направлен …

контрольные вопросы:

1. правило Ленца…

2. выписать этапы применения правила Ленца.

критерии оценивания:

задача1+ задача2 верно + контрольные вопросы (2 из 2 полным ответом) = «5»;

критерий «5», но с недочетами = «4»;

задача1 + контрольные вопросы (2 из 2 полным ответом) =»3″.

Физика 9 кл. Направление индукционного тока. Правило Ленца

Физика 9 кл. Направление индукционного тока. Правило Ленца

Подробности
Просмотров: 206

 

1. Для чего проводился опыт магнита с кольцом?

Чтобы определить, как направлен индукционный ток в кольце.


а) При приближении к сплошному кольцу любого полюса магнита свободно вращающееся на игле кольцо отталкивается от него.
Почему?
При приближении к кольцу любого полюса магнита, поле которого является неоднородным, проходящий сквозь кольцо магнитный поток меняется (здесь увеличивается, т.е. увеличивается густота магнитных линий).

В сплошном кольце возникает индукционный ток, который создает вокруг собственное магнитное поле.
Кольцо становится магнитом.
Взаимодействуя с приближающимся полосовым магнитом, кольцо отталкивается от него.

б) При удалении магнита от сплошного кольца оно, притягиваясь, следует за магнитом.
Почему?
При удалении от кольца любого полюса магнита, поле которого является неоднородным, проходящий сквозь кольцо магнитный поток меняется (здесь уменьшается).
Возникающий в сплошном кольце индукционный ток создает вокруг собственное магнитное поле.
Кольцо становится магнитом.
Взаимодействуя с удаляющимся полосовым магнитом, кольцо притягивается к нему.

В обоих случаях мы наблюдаем взаимодействия двух магнитов: полосового магнита и магнита-кольца.
Очевидно, у кольца-магнита в этих опытах меняются магнитные полюсы.


2. Почему кольцо с разрезом не реагирует на приближение магнита?

Индукционный ток в кольце с разрезом возникнуть не может, так как эта электрическая цепь разомкнута.

3. Как объяснить явления, происходящие при приближении магнита к сплошному кольцу; при удалении магнита?


а) При приближении магнита к кольцу они отталкиваются.
Значит кольцо и магнит обращены друг к другу одноименными полюсами.
А векторы магнитной индукции их полей направлены противоположно друг другу.
Магнитное поле индукционного тока кольца будет противодействовать увеличению магнитного потока полосового магнита, проходящего сквозь кольцо.
Кольцо будет отталкиваться от магнита.

б) При удалении магнита от кольца они притягиваются.
Значит кольцо и магнит обращены друг к другу разноименными полюсами.
Это возможно, когда вектора магнитной индукции их полей направлены одинаково.
Магнитное поле индукционного тока кольца будет противодействовать уменьшению внешнего магнитного потока полосового магнита.
Кольцо будет притягиваться к магниту.

4. Как определить направление индукционного тока в кольце?

Для определения направления индукционного тока прежде всего необходимо знать, как направлен вектор магнитной индукции (направление магнитных линий) созданного этим током магнитного поля (в центре кольца).

Направление индукционного тока в кольце можно определить с помощью правила правой руки:

Если обхватить соленоид ладонью правой руки, направив четыре пальца по направлению тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида.

!!! Правило правой руки можно применять не только для катушки (соленоида), но и для определения направления линий магнитного поля в центре одиночного витка с током.
Можно использовать и обратную задачу, т.е. зная направление линий магнитного поля, можно опредилить направление тока в этом витке с током.

Если отставленный большой палец направить по известному уже направлению линий магнитного поля внутри витка (кольца), то четыре пальца, обхватывающие виток (кольцо), укажут направление индукционного тока в витке (кольце).

Правило правой руки применяем дважды:
— для случая приближения магнита к кольцу,
— для случая удаления магнита от кольца.

5. Как сформулировать правило Ленца?

Правило Ленца:

Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует изменению внешнего магнитного потока, которое вызвало этот ток.

Следующая страница — смотреть

Назад в «Оглавление» — смотреть

Специальные правила для определения параметров электромагнитного поля

Специальные правила для определения параметров электромагнитного поля

Название правила

Формулировка

Применение

Иллюстрация

Правило правого винта /правило буравчика/

Если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий магнитного поля тока

Для определения направления линий магнитного поля, создаваемого проводником с током

Правило правой руки

Если обхватить соленоид ладонью правой руки, направив четыре пальца по направлению тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида

Для определения направления линий магнитного поля, создаваемого соленоидом /катушкой/

Правило левой руки

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 900 большой палец покажет направление действующей на проводник силы

Для определения направления силы, действующей на проводник с током в магнитном поле

Правило Ленца

Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует изменению внешнего магнитного потока, которым вызван данный ток

Для определения направления индукционного тока*

 

 

 

*Алгоритм определения направления индукционного тока

1. Определить направление линий магнитной индукции внешнего магнитного поля.

2. Выяснить, увеличивается или уменьшается магнитный поток, пронизывающий контур.

3.Установить направление линий магнитной индукции магнитного поля индукционного тока согласно правилу Ленца.

4. Зная направление линий магнитного поля индукционного тока, найти направление индукционного тока, пользуясь правилом буравчика.


 

[PDF] Магнитное поле. Электромагнитная индукция.

Download Магнитное поле. Электромагнитная индукция….

Магнитное поле. Электромагнитная индукция.

Цель уроков:

 Рассмотреть общие свойства магнитного поля и его характеристики. Раскрыть явление электромагнитной индукции.

Содержание: I.

Магнитное поле:

1.Основные свойства магнитного поля. 2.Правила определения направления магнитного поля. 3.Модуль вектора магнитной индукции. 4.Единица магнитной индукции. 5.Направление вектора магнитной индукции. 6.Магнитный поток.

II. Закон Ампера. III. Сила Лоренца.

IV. Вещество в магнитном поле: 1.Магнитная проницаемость среды. 2.Гипотеза Ампера. 3.Классифмкация веществ по их магнитным свойствам. 4.Применение ферромагнетиков в технике. 5.Магнитная запись и воспроизведение звука.

V. Электромагнитная индукция. VI. Вихревое электрическое поле.

VII. Закон электромагнитной индукции: 1.ЭДС индукции. 2.Закон электромагнитной индукции. 3.ЭДС индукции и направление индукционного тока в замкнутом круговом проводнике (катушке). 4.ЭДС индукции и направление индукционного тока в прямолинейном проводнике, движущемся в магнитном поле.

VII. Самоиндукция.

IX. Индуктивность. X. Энергия магнитного поля.

I.Магнитное поле.

 Магнитное поле – это особая форма материи, которая существует реально, независимо от нас, от наших знаний о нем.

1.Основные свойства магнитного поля. а).Магнитное поле порождается электрическим током (движущимися зарядами). б).магнитное поле обнаруживается по действию на ток (движущиеся заряды).

в).магнитное поле действует только на подвижные заряды с определенной силой.

2.Правила определяющие направление магнитного поля (линий магнитной индукции). а). Правило буравчика для прямого проводника с током;

б). Правило буравчика для кругового проводника с током. ток

поле

в). Правило соленоида.

Магнитное поле графически изображается в виде линии магнитной индукции.

3. Модуль вектора магнитной индукции.  Вектор магнитной индукции – это силовая характеристика магнитного поля.

M ˜ JS B=M/JS

M ˜JS B=F/JS

4. Единица магнитной индукции. 2

B=1*Hm/Am=H/Am=1Тл(тела).

Принцип суперпозиции: Магнитная индукция поля системы токов равна векторной сумме магнитных индукций полей каждого из токов в отдельности: → →

B=B1+B2+B3+…Bn

5. Направление вектора магнитной индукции.

۰ – J «к нам».

направлен

x – «от нас». Вектор магнитной индукции

по касательной к линиям магнитной индукции.

II.Закон Ампера. Закон Ампера определяет силу, действующую на проводник с током в магнитном поле. F=BJl Sin

 =(BJ)

Использование силы Ампера. Электроизмерительные приборы.

-сила Ампера.

III.Сила Лоренца. Сила Лоренца – сила, действующая на движущуюся заряженную частицу в магнитном поле.

R=mV/│q0│B

Радиус окружности движения частицы в магнитном поле.

F=│q0│VB*Sin 

Сила Лоренца.

T=2Пm/│q0│B

Период обращения частица в магнитном поле.

IV. Вещество в магнитном поле.

 1.Физическая величина, показывающая, во сколько раз индукция магнитного поля в → однородной среде B отличается по модулю от индукции магнитного поля в вакууме → B0, называется магнитной проницаемостью среды m

M=B/B0

 2. Гипотеза Ампера. Электрон создает магнитное поле за счет орбитального движения вокруг атомного ядра, а также в следствие собственного «вращения».

3. Классификация веществ по их магнитным свойствам. 1. Диамагнетики – m1; mАС = 1,00023 (алюминий, кислород, натрий, магний и др. ) 3 3. Ферромагнетики – m>>1; mстали = 8*10 Свойства ферромагнетиков: а). Обладают остаточным магнетизмом; б).m зависит от индукции внешнего магнитного поля; в).Температура, при которой исчезают магнитные свойства ферромагнетика, называются точкой 0 Кюри (tстали = 700-800 C ). .

4. Применение ферромагнетиков в технике. В поморах генераторов и электродвигателей, в сердечниках трансформаторов и электромагнитных реле, в ЭВМ, в телефонах, в микрофонах, на магнитных лентах и дисках.

5.Магнитная запись и воспроизведение звука.

V. Электромагнитная индукция.  Явление электромагнитной индукции было обнаружено М.Фарадеем 29 августа 1831г. В основе опытов Фарадея лежала идея, что если вокруг проводника с током возникает магнитное поле , то должно существовать и обратное явление – возникновение электрического тока в замкнутом проводнике под действием магнитного поля.

 Электромагнитная индукция – физическое явление, заключающееся в возникновении вихревого электрического поля, вызывающего электрический ток в замкнутом контуре при изменении потока магнитной индукции через поверхность , ограниченную этим контуром.

VI.Вихревое электрическое поле. Основные свойства поля источник поля

индикатор поля

Виды поля электрическое Электрич. заряд.

+

q

Электрический заряд → → q0 + E F

магнитное Движущийся заряд – ток e V

вихревое электр. Изменяющ. магнит. поле

Движущ.заряд-ток

Электрический заряд

→ E

+q

Линии поля потенц. или не потенц. поле

незамкнутые

Потенциальное

замкнутые

не потенциальное (вихревое)

замкнутые

не потенциальное (вихревое)

 Переменное электрическое поле возбуждает переменное магнитное поле, а переменное магнитное – переменное электрическое и.т.д. → → B B/t >0

 Электромагнитное поле – один из видов материи, характеризуемый наличием полей, связанных непрерывным взаимодействием превращений. → → E E/t >0

VII. Закон электромагнитной индукции. 1. ЭФС индукции. Работу сил верхнего электрического поля при перемещении единичного положительного заряда вдоль замкнутого контура называют электродвижущей силой индукции(Ei).

2. Закон электромагнитной индукции. ЭДС электромагнитной индукции в замкнутом контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром.

3. ЭДС индукции и направление индукционного тока в замкнутом круговом проводнике (в катушке). →

В/t

0

ЭДС индукции в катушке Направление индукционного тока определяется по правилу Ленца: возникающий в замкнутом контуре индукционный ток противодействует тому изменению магнитного потока, которым вызван данный ток.

4. ЭДС индукции и направление индукционного тока в прямолинейном проводнике, движущимся в магнитном поле.

=(BV). ЭДС индукции в движущихся проводниках.

Направление индукционного тока определяется правилом правой руки. Если ладонь правой руки расположить так, → чтобы вектор магнитной индукции B входил в ладонь, а оставленный большой палец совпадал с направлением скорости проводника, то 4 вытянутых пальца укажут направление индукционного тока.

VIII. Самоиндукция.  При изменении силы тока в катушке происходили изменения магнитного потока, создаваемого этим током. Изменение магнитного потока, проницающего катушку, вызывает появление ЭДС самоиндукции.  Под действием ЭДС самоиндукции в катушке появляется ток самоиндукции, который противодействует изменению основного тока в цепи, вызывающего это явление, называется самоиндукцией.

 Явление возникновения ЭДС в электрической цепи в результате изменения силы тока в этой цепи называется самоиндукцией.

IX. Индуктивность. Ф ˜ B˜ I 

Ф=LI

— магнитный поток самоиндукции

контура, где i – индуктивность контура или коэффициент самоиндукции (i зависит от размеров и формы проводника, от магнитных свойств среды). Eis = -Ф/t = -L I/t

-ЭДС самоиндукции.

Индуктивность – это физическая величина, численно равная ЭДС самоиндукции, возникающей в катушке при изменении силы тока на 1А за 1с.

L=Eis, при  J/t = 1.

Единицы индуктивности.

L=1*BC/A = 1Гн(Генри). Индуктивность проводника равна 1Гн, если в нем при изменении силы тока на 1А за 1с возникает Eis =1B.

X. Энергия магнитного поля.

2

Wм = LI/2

Чтобы создать в проводнике с индуктивностью L ток J, источник тока должен совершить против ЭДС самоиндукции работу, которая равна энергии магнитного поля тока и определяется по данной формуле.

Правило правой руки Флеминга: определение, объяснение, применение

Правило правой руки Флеминга: Закон электромагнитной индукции Фарадея устанавливает связь между магнитным потоком в электрической цепи и связанной с ним ЭДС. Согласно этому закону всякий раз, когда через проводящую петлю изменяется магнитный поток, в ней индуцируется электродвижущая сила. Точно так же, если прямой проводник движется в магнитном поле перпендикулярно его направлению, в проводнике возникает ЭДС индукции поперек него.

Если цепь замкнута, индуцируется ток, который называется индуцированным током. Этот индуцированный ток в цепи меняется на противоположное, если либо проводник движется в противоположном направлении, либо если магнитное поле меняется на противоположное.
Таким образом, существует связь между направлением движения проводника, магнитным полем и индуцированным в нем током. Правило правой руки Флеминга определяет это отношение между направлениями трех величин. Хотя здесь мы должны иметь в виду, что это правило не относится к величинам этих величин.

Последнее обновление:

👉  18 октября : Центральный совет среднего образования (CBSE) выпустил 10-й и 12-й листы данных CBSE по основным предметам.
👉  21 октября : CBSE выпустила 10-й и 12-й листы данных для второстепенных предметов.

Практика Embibe’s Эксклюзивные образцы документов CBSE Term 1, основанные на новых правилах:

Изучение концепций экзамена на Embibe

Здесь, в Embibe, вы можете получить бесплатный пробный тест CBSE Revised MCQ 2021 по всем темам.Тест MCQ, предлагаемый Embibe, курируется на основе пересмотренных учебников CBSE Class Books, бумажных шаблонов и учебного плана на 2021 год. В этой серии пробных тестов представлен широкий выбор соответствующих вопросов и их решений. Кандидаты в совет CBSE могут пройти эти бесплатные пробные тесты, чтобы попрактиковаться и найти области, в которых им нужно улучшить свои экзамены совета.

РАЗРЕШИТЕ ​​СВОИ КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ СОМНЕНИЯ ПО ПРАВИЛУ ФЛЕМИНГА

Что такое правило правой руки Флеминга?

Когда проводник, например провод, присоединенный к цепи, движется через внешнее магнитное поле, электрический ток индуцируется в проводе в соответствии с законом индукции Фарадея.{{\rm{th}}}}\) века.
Согласно правилу правой руки Флеминга, если первые три пальца правой руки вытянуть взаимно перпендикулярно друг к другу так, что указательный палец указывает в направлении магнитного поля, а большой — в направлении движения проводника, то средний палец указывает на направление индуцированного тока.

Визуализация правила правой руки Флеминга

Майкл Фарадей обнаружил, что напряжение возникает при перемещении проводника в магнитном поле (или при изменении магнитного поля вблизи неподвижного проводника). Этот провод или проводник должен быть частью электрической цепи. В отсутствие цепи положительный и отрицательный заряды будут накапливаться на двух концах проводника. Если концы этого проводника присоединить, например, к лампочке, цепь замыкается, и в цепи начинает течь электрический ток. Направление тока можно найти по правилу правой руки Флеминга.
Правило правой руки используется для определения направления тока, индуцируемого в катушках электрического генератора.Таким образом, всякий раз, когда проводник с силой перемещается в электромагнитном поле, в проводнике индуцируется ЭДС. Если проводник имеет замкнутый путь, ЭДС индукции вызывает протекание тока.

Когда проводящий стержень проталкивается через мощный магнит, как показано в ситуации выше, мы можем использовать правило правой руки Флеминга, чтобы определить направление индуцированного тока. Для этого вытяните большой, указательный и средний пальцы правой руки перпендикулярно друг другу.Предположим, что большой палец представляет направление движения дирижера вверх. В этом случае указательный палец представляет направление магнитного поля с севера на юг, тогда как средний палец указывает направление индуцированного тока, который выходит вправо.

Практические экзаменационные вопросы

Давайте запомним правило

Этот процесс, при котором изменяющееся магнитное поле в проводнике индуцирует ток в другом проводнике, называется электромагнитной индукцией.Индуцированный ток максимален, когда направление движения катушки перпендикулярно магнитному полю. Чтобы узнать, как можно применить правило правой руки Флеминга, растяните большой, указательный и средний пальцы правой руки так, чтобы они были перпендикулярны друг другу, так что:
Большой палец: Большой палец показывает направление движения Проводника.
Центральный (средний) палец: Центральный палец показывает направление индуцированного тока.
Указательный палец: Указательный палец указывает направление магнитного поля.

Применение правила правой руки Флеминга

Электрический генератор: работает по принципу электромагнитной индукции. Когда катушка вращается между магнитом или когда магнит вращается внутри и снаружи катушки, в катушке индуцируется ток, и правило правой руки Флеминга дает направление тока . Чтобы понять это правило, давайте узнаем о работе электрического генератора:
1. Электрический генератор состоит из вращающейся прямоугольной катушки \(ABCD\), помещенной между двумя полюсами постоянного магнита.
2. Два кольца \(R1\) и \(R2\) соединены с двумя концами этой катушки. Внутренняя сторона этих колец выполнена изолированной, а эти кольца \(R1\) и \(R2\) внутри прикреплены к оси. Ось может механически вращаться снаружи, чтобы вращать катушку внутри магнитного поля. Две проводящие стационарные щетки \(B1\) и \(B2,\) удерживаются нажатыми отдельно на \(R1\) и \(R2,\) соответственно.

3. Внешние концы двух щеток соединены с гальванометром, чтобы показать протекание тока в данной внешней цепи, и когда ось, прикрепленная к двум кольцам, вращается так, что плечо \(AB\) движется вверх (и плечо \(CD\) движется вниз) в магнитном поле, создаваемом постоянным магнитом.
4. Допустим, катушка \(ABCD\) вращается по часовой стрелке. Применяя правило правой руки Флеминга, индуцированные токи устанавливаются в этих плечах вместе с направлениями \(AB\) и \(CD.\). Таким образом, индуцированный ток течет в направлении \(ABCD.\)
5. Если в катушке больше витков, ток, генерируемый в каждом витке, суммируется, чтобы дать большой ток через катушку. Это означает, что ток во внешней цепи течет от \(B2\) к \(B1.\)
6. После половины оборота плечо \(CD\) начинает двигаться вверх, а \(AB\) вниз.В результате направления индуцированных токов в обоих плечах меняются, что приводит к возникновению суммарного индуцированного тока в направлении \(DCBA.\)
7. Ток во внешней цепи теперь течет от \(B1\) к \(B2.\) Таким образом, после каждого полуоборота полярность тока в соответствующих плечах меняется. Такой ток, меняющий направление через равные промежутки времени, называется переменным током. Это устройство называется генератором переменного тока.

Попытка пробных тестов

Резюме

Когда проводник, например провод, присоединенный к цепи, движется через внешнее магнитное поле, электрический ток индуцируется в проводе в соответствии с законом индукции Фарадея. Согласно правилу правой руки Флеминга, если первые три пальца правой руки вытянуть взаимно перпендикулярно друг другу так, что указательный палец указывает в направлении магнитного поля, а большой — в направлении движения проводника, то средний палец указывает на направление индукционного тока. Правило правой руки используется для определения направления тока, индуцируемого в катушках электрического генератора.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ, СВЯЗАННЫЕ С ПРАВИЛОМ ФЛЕМИНГА ПРАВОЙ РУКИ

Часто задаваемые вопросы о правиле правой руки Флеминга

В.1. Что такое закон электромагнитной индукции Фарадея?
Ответ:
Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, при изменении магнитного потока через проводящую петлю в ней индуцируется электродвижущая сила.

Q.2. Кратко объясните правило правой руки Флеминга.
Ответ:
Согласно правилу правой руки Флеминга: «Вытяните правую руку так, чтобы указательный, указательный и большой пальцы находились под прямым углом друг к другу. Если указательный палец представляет направление силовой линии, большой палец указывает направление движения или приложенной силы, то второй палец указывает направление индуцированного тока».

Q.3. Сформулируйте принцип действия электрического генератора.
Ответ:
Генератор переменного тока работает на электромагнитной индукции, которая гласит, что индуцированный ток возникает, когда движущийся проводник помещается в магнитное поле.

Q.4. Кратко объясните работу генератора переменного тока.
Ответ:
Генератор \(AC\) состоит из катушки \(ABCD\), соединенной с гальванометром через контактные кольца. Гальванометр определяет ток.Если катушку вращать против часовой стрелки, то плечо \(AB\) катушки движется вниз, а плечо \(CD\) катушки движется вверх. Правило правой руки Флеминга определяет направление индукционного тока в этих плечах.

Q.5. Как найти направление индукционного тока в проводнике, движущемся в магнитном поле?
Ответ:
Направление индуцированного тока можно определить с помощью правила правой руки Флеминга. Согласно этому правилу, если мы вытянем правую руку с указательным, безымянным и большим пальцами под прямым углом друг к другу, и если указательный палец представляет направление силовой линии, большой палец указывает в направлении движения. или приложенной силы, то второй палец указывает в направлении индуцированного тока.

Мы надеемся, что эта подробная статья о правиле правой руки Флеминга поможет вам в подготовке. Если вы застряли, сообщите нам об этом в разделе комментариев ниже, и мы свяжемся с вами в ближайшее время.

371 просмотров

Как найти направление индукционного тока, используя правило правой руки Флеминга?

..Реклама ..

Делиться заботой!

  • Закрепите на потом
  • Сохраните на Facebook

Ваш указательный палец указывает в направлении магнита. Поле, затем второй палец дает вам

Какое правило правой руки Флеминга определяет направление индукционного тока?

Согласно правилу правой руки Флеминга, если мы держим указательный, средний и большой пальцы правой руки под прямым углом друг к другу, то, если указательный палец представляет направление магнитного поля, в котором находится проводник, а большой палец обозначает направление движения проводника или …

Как найти направление ЭДС индукции, используя правило правой руки Флеминга?

Согласно правилу правой руки Флеминга, если первые три пальца правой руки вытянуть взаимно перпендикулярно друг к другу так, что указательный палец указывает в направлении магнитного поля, а большой — в направлении движения проводника, то средний палец указывает в направлении

Как с помощью правила правой руки определить направление тока?

Какое правило используется для определения направления индукционного тока?

Правило правой руки Флеминга:-

(для генераторов) показывает направление индукционного тока, когда проводник, присоединенный к цепи, движется в магнитном поле. Его можно использовать для определения направления тока в обмотках генератора.

Что такое правило правой руки Максвелла?

Правило большого пальца правой руки Максвелла гласит, что ‘ Когда проводник удерживается в правой руке , так что направление большого пальца указывает направление тока, а согнутый палец указывает направление магнитного пальца.

Что такое правило правой руки в электромагнетизме?

Правило правой руки гласит: чтобы определить направление магнитной силы на положительный движущийся заряд, направьте большой палец правой руки в направлении скорости (v) , указательный палец в направлении магнитного поля (B ), а ваш средний палец будет указывать в направлении результирующей магнитной силы …

В чем разница между правилом левой руки Флеминга и правилом правой руки?

Правило левой руки Флеминга используется для электродвигателей , а правило правой руки Флеминга используется для электрических генераторов.… Поскольку ни направление движения, ни направление магнитного поля (внутри двигателя/генератора) не изменились, направление электрического тока в двигателе/генераторе изменилось на противоположное.

Кто дал направление индукционного тока?

Направление этого индуцированного тока определяется законом Ленца . Закон Ленца гласит: «Направление индуцированного тока из-за изменяющегося магнитного поля таково, что он создает магнитное поле, противодействующее начальному изменяющемуся магнитному полю.

Что такое правило левой руки Флеминга?

Правило левой руки Флеминга утверждает, что если мы растянем большой, средний и указательный пальцы левой руки таким образом, чтобы они образовали угол 90 градусов (перпендикулярно друг другу) и проводник, помещенный в магнитное поле испытывает магнитную силу.

Каковы 3 правила правой руки?

Это для (1) длинных прямых проводов, (2) свободно движущихся зарядов в магнитных полях и (3) правила соленоида, которые представляют собой петли тока.Называть эти правила правильнее всего. Это не законы природы, а условности человечества.

Что такое первое правило правой руки?

Первое правило правой руки касается силы, приложенной магнитным полем к положительному заряду, движущемуся перпендикулярно этому полю . В этом случае три пальца представляют направление магнитного поля, указательный палец представляет направление, в котором движется заряд.

Каково направление тока?

Направление электрического тока — это условное направление, в котором движется положительный заряд . Таким образом, ток во внешней цепи направлен от положительной клеммы к отрицательной клемме батареи.

Какое правило используется для определения направления ЭДС индукции в катушке?

Следовательно, направление ЭДС индукции определяется правилом большого пальца правой руки Флеминга .

Кто предложил правило большого пальца правой руки?

В математике и физике правило правой руки является распространенным мнемоническим приемом для понимания правил записи векторов в трех измерениях.Он был изобретен для использования в электромагнетизме британским физиком Джоном Амброузом Флемингом в конце 19 века.

Делиться заботой!

  • Закрепите на потом
  • Сохраните на Facebook

… Рекламы …

Направление индуцированного тока в соленоиде

Направление индуцированного тока в соленоиде

Подход для определения направления тока в соленоиде аналогичен подходу, описанному выше. Единственная разница в том, что в соленоиде есть несколько витков проволоки, поэтому величина ЭДС индукции будет разной. Поток можно рассчитать, умножив площадь поверхности соленоида на количество витков.

Помните: направления токов и связанных с ними магнитных полей можно найти, используя только правило правой руки. Когда пальцы правой руки направлены в направлении магнитного поля, большой палец указывает в направлении тока.Когда большой палец направлен в направлении магнитного поля, остальные пальцы указывают в направлении тока.

Направление тока будет препятствовать изменению. Для проведения теста мы будем использовать установку, показанную на этом эскизе:

В случае, когда северный полюс подведен к соленоиду, ток будет течь так, что северный полюс устанавливается на конце соленоида, ближайшем к приближающегося магнита, чтобы оттолкнуть его (проверьте по правилу правой руки):

отступающий магнит для его притяжения:

В случае, когда южный полюс удаляется от соленоида, ток будет протекать так, что северный полюс устанавливается на конце соленоида, ближайшем к удаляющемуся магниту, чтобы притягивать его:

В случае, когда южный полюс подведен к соленоиду, ток будет течь так, что южный полюс установится на конце соленоида, ближайшем к приближающемуся магниту, чтобы отразить его:

9 0042 Совет:

Простой способ создать магнитное поле с изменяющейся интенсивностью — это поместить постоянный магнит рядом с проводом или катушкой провода. Магнитное поле должно увеличиваться или уменьшаться по напряженности перпендикулярно к проводу (так, чтобы силовые линии магнитного поля «пересекали» проводник), иначе не будет индуцироваться напряжение.

Совет:

Индуцированный ток создает магнитное поле. Наведенное магнитное поле имеет направление, которое стремится нейтрализовать изменение магнитного поля в проволочной петле. Таким образом, вы можете использовать правило правой руки, чтобы найти направление индуцированного тока, помня, что индуцированное магнитное поле противоположно направлению изменения магнитного поля.

Индукция

Электромагнитная индукция находит практическое применение в конструкции электрических генераторов, использующих механическую энергию для перемещения магнитного поля по виткам провода для выработки напряжения. Однако это далеко не единственное практическое применение этого принципа.

Если мы вспомним, магнитное поле, создаваемое проводом с током, всегда перпендикулярно проводу, и что интенсивность потока этого магнитного поля зависит от количества тока, проходящего через него. Таким образом, мы можем видеть, что провод способен индуцировать напряжение по своей длине , если ток изменяется. Этот эффект называется самоиндукцией . Самоиндукция — это когда изменяющееся магнитное поле создается изменением тока через провод, индуцируя напряжение по длине того же провода.

Если магнитный поток усилить, согнув провод в форме катушки и/или обернув эту катушку вокруг материала с высокой проницаемостью, эффект самоиндуцируемого напряжения будет более интенсивным.Устройство, созданное для использования этого эффекта, называется катушкой индуктивности .

Помните, что индуцированный ток создает магнитное поле, противодействующее изменению магнитного потока. Это известно как закон Ленца.

Пример: Закон Фарадея

Вопрос

Рассмотрим плоскую квадратную катушку с 5 витками. Катушка \(\text{0,50}\) \(\text{m}\) с каждой стороны и имеет магнитное поле \(\text{0,5}\) \(\text{T}\), проходящее через Это. Плоскость катушки перпендикулярна магнитному полю: поле направлено за пределы страницы. Используйте закон Фарадея для расчета ЭДС индукции, если магнитное поле равномерно увеличивается от \(\text{0,5}\) \(\text{T}\) до \(\text{1}\) \(\text{ T}\) в \(\text{10}\) \(\text{s}\). Определить направление индукционного тока.

Шаг 1: Определите, что требуется

Мы должны использовать закон Фарадея для расчета ЭДС индукции.

Шаг 2: Запишите закон Фарадея

\[\mathcal{E}=-N\frac{\Delta\phi}{\Delta t}\] Мы знаем, что магнитное поле направлено под прямым углом к ​​поверхности, поэтому совпало с нормальным.Это означает, что нам не нужно беспокоиться об угле, который поле образует с нормалью и \(\phi=BA\). Начальное или начальное магнитное поле, \(B_i\), задается как конечная величина поля, \(B_f\). Мы хотим определить величину ЭДС, чтобы можно было игнорировать знак минус.

Площадь, \(A\), представляет собой площадь квадратной катушки.

Шаг 3: Решение задачи

\begin{align*} \mathcal{E}&=N\frac{\Delta\phi}{\Delta t}\\ &=N\frac{\phi_f-\phi_i} {\ Delta t} \\ & = N \ frac {B_fA — B_iA} {\ Delta t} \\ & = N \ frac {A (B_f — B_i)} {\ Delta t} \\ & = (5) \ дробь{(\текст{0. 2(\text{1} – \text{0.50})}{\text{10}} \\ &=\text{0.0625}\text{ V} \end{align*}

Индуцированный ток является анти- по часовой стрелке, если смотреть со стороны возрастающего магнитного поля.

Пример: Закон Фарадея

Вопрос

Рассмотрим соленоид из 9 витков с неизвестным радиусом \(r\). Соленоид подвергается воздействию магнитного поля \(\text{0,12}\) \(\text{T}\). Ось соленоида параллельна магнитному полю. Когда поле равномерно переключается на \(\text{12}\) \(\text{T}\) в течение 2 минут, ЭДС величиной \(-\text{0.3}\) \(\text{V}\) индуцируется. Определить радиус соленоида.

Шаг 1: Определите, что требуется

Нам необходимо определить радиус соленоида. Мы знаем, что связь между ЭДС индукции и полем регулируется законом Фарадея, который включает в себя геометрию соленоида. Мы можем использовать это соотношение, чтобы найти радиус.

Шаг 2: Запишите закон Фарадея

\[\mathcal{E}=-N\frac{\Delta\phi}{\Delta t}\] Мы знаем, что магнитное поле направлено под прямым углом к ​​поверхности, поэтому совпало с нормальным. {-\text{2}}\) \(\text{m}\). Соленоид подвергается воздействию переменного магнитного поля, которое равномерно изменяется от \(\text{0.4}\) \(\text{T}\) до \(\text{3.4}\) \(\text{T}\) в интервале \(\text{27}\) \(\text{s}\). Ось соленоида составляет угол \(\text{35}\)\(\text{°}\) к магнитному полю. Найдите ЭДС индукции.

Шаг 1: Определите, что требуется

Мы должны использовать закон Фарадея для расчета ЭДС индукции.

Шаг 2: Запишите закон Фарадея

\[\mathcal{E}=-N\frac{\Delta\phi}{\Delta t}\] Мы знаем, что магнитное поле находится под углом к ​​нормали к поверхности.{-\text{3}}\text{ V} \end{align*}

Индуцированный ток направлен против часовой стрелки, если смотреть со стороны возрастающего магнитного поля.

Реальные приложения

Следующие устройства используют закон Фарадея в своей работе.

  • индукционные печи

    ленточные плееры

    металлоискатели

  • 48

  • трансформаторы

Дополнительный проект: реальные применения закона Фарадей

Выберите один из следующих устройств и проведите некоторые исследования в Интернете или в библиотеке, как работает ваше устройство. В своем объяснении вам нужно будет сослаться на закон Фарадея.

  • индукционные печи

  • ленточные плееры

    47

    металлические детекторы

  • трансформаторы

  • Правое правило FLEMING Правое правила — определение, объяснение, решающее пример проблемы

    Правило FLEMING, также известно как генератор правило.

    Правая рука Флеминга линейка

    Когда проводник движется в магнитном поле направление движения проводника, поле и индукционный ток определяется правилом правой руки Флеминга и равен:


    Большой палец, указательный палец и средний пальцы правой руки вытянуты взаимно перпендикулярно направлениях (как показано на рисунке 4.8). Если указательный палец указывает направление магнитного поля, а большой палец указывает направление движения проводник, то средний палец укажет направление наведенного Текущий.

    Правая рука Флеминга правило также известно как правило генератора.

     

    ПРИМЕР 4.6

    Если ток i , протекающий по прямому проводу провода, как показано на рисунке, убывает, выясняют направление наведенного ток в металлическом прямоугольном контуре, расположенном рядом с ним.


    Раствор

    Из правила правой руки, магнитное поле прямым проводом направлено в плоскость квадрата петля перпендикулярна и ее магнитный поток уменьшается. Уменьшение потока противостоит току, индуцируемому в контуре за счет создания магнитного поля в того же направления, что и магнитное поле провода. Опять с правой руки правило, для этого внутреннего магнитного поля направление индуцированного тока в петля по часовой стрелке.

     

    ПРИМЕР 4.7

    Магнитный поток проходит перпендикулярна плоскости схемы и направлена ​​внутрь бумаги. Если магнитный поток изменяется во времени по следующему соотношению: Φ B = (2t 3 +3t 2 + 8t +5) м Вб , какова величина ЭДС индукции в контуре при t = 3 с? Выяснить направление тока в цепи.


    Раствор

    Φ B = (2 t 3 +3 t 2 + 8 t +5) мВт b

    t Н =1; т = 3 с


    (ii) Со временем магнитный поток, связанный с контуром, увеличивается. Согласно закону Ленца, направление индукционного тока должно быть таким, чтобы противодействовать потоку увеличивать.Таким образом, индукционный ток течет таким образом, что создает магнитное поле. поле, противоположное данному полю. Это магнитное поле перпендикулярно наружу. Следовательно, индуцированный ток течет против часовой стрелки.

    Теги : Определение, Объяснение, Решенные примеры задач | Электромагнитная индукция , 12-й Физика: Электромагнитная индукция и переменный ток

    Учебный материал, Лекционные заметки, Задание, Справочник, Вики-описание, краткое описание

    12-й Физика: Электромагнитная индукция и переменный ток: Правило правой руки Флеминга | Определение, объяснение, решенные примеры задач | Электромагнитная индукция

    Правило правой руки для магнитной силы | Научный проект

    Как вы думаете, что произойдет, если поднести магнит к электронному лучу? Что произойдет, если поднести к электронному лучу противоположный полюс магнита?

    • Электронно-лучевая трубка (и прилагаемый источник питания)
    • Подковообразный магнит

    Безопасность: Обязательно соблюдайте все меры предосторожности, рекомендованные производителем электронно-лучевой трубки.

    1. Соблюдая все меры предосторожности, включите питание электронно-лучевой трубки (ЭЛТ).
    2. Медленно поднесите подковообразный магнит к ЭЛТ так, чтобы ЭЛТ оказалась между полюсами магнита. Обратите внимание на свои наблюдения.
    3. Переверните магнит так, чтобы полюса оказались на противоположных сторонах ЭЛТ, чем в шаге 2. Запишите свои наблюдения.

    Приближение магнита к электронному лучу приведет к искривлению луча.Правило правой руки поможет вам разобраться в полях игры.

    Электронно-лучевая трубка проводит ток в электронном пучке, когда источник питания активирован. Текущий ток , представляющий собой поток электронов, обладает способностью создавать собственное магнитное поле. Ток течет от отрицательного к положительному, поэтому в зависимости от того, как настроен ваш источник питания, вы можете определить, в каком направлении течет ток. Используя основное правило правой руки, вы можете определить направление магнитного поля, создаваемого током.Если вы сделаете знак «большой палец вверх» правой рукой, большой палец будет указывать в направлении тока, а изгиб пальцев покажет, в какую сторону ориентировано магнитное поле.

    Когда вы подносите магнит близко к электронно-лучевой трубке, магнитные поля будут взаимодействовать друг с другом, и электронный пучок искривится. Направление его изгиба зависит от ориентации полюсов магнита по обе стороны от электронно-лучевой трубки.

    Более сложным правилом правой руки (ППР) является ППР Флеминга, которое описывает движение или силу, с которой что-то движется.Это полезно для понимания направления различных игроков в электромагнетизме, поскольку они взаимодействуют под прямым углом. Направление большого пальца — это направление силы, направление указательного пальца указывает направление магнитного поля, а направление среднего пальца — направление электрического тока.

    Отказ от ответственности и меры предосторожности

    Education.com предоставляет идеи проекта научной ярмарки для ознакомления только для целей.Education.com не дает никаких гарантий или заверений относительно идей проектов Science Fair и не несет ответственности за любые убытки или ущерб, прямо или косвенно вызванные использованием вами таких Информация. Получая доступ к идеям проектов Science Fair, вы отказываетесь от отказаться от любых претензий к Education.com, которые возникают в связи с этим. Кроме того, ваш доступ к веб-сайту Education.com и идеям проектов Science Fair покрывается Политика конфиденциальности Education.com и Условия использования сайта, которые включают ограничения по образованию.ответственность ком.

    Настоящим предупреждаем, что не все проектные идеи подходят для всех индивидуально или при любых обстоятельствах. Реализация идеи любого научного проекта должны проводиться только в соответствующих условиях и с соответствующими родительскими или другой надзор. Прочтите и соблюдайте правила техники безопасности всех Материалы, используемые в проекте, являются исключительной ответственностью каждого человека. За Для получения дополнительной информации обратитесь к справочнику по научной безопасности вашего штата.

    Электромагнетизм

    В 1820 году датский физик Ганс Христиан Эрстед обнаружил, что ток, протекающий по проводу, создает магнитное поле, положив начало современным исследованиям электромагнетизма.

    Движущиеся электрические заряды создают магнитные поля. Вы можете проверить это, поместив компас рядом с проводом с током. Компас выровняется с индуцированным магнитным полем.

    Чтобы определить направление электрически индуцированного магнитного поля из-за длинного прямого провода с током, используйте первое правило правой руки (RHR), указав большим пальцем правой руки в направлении положительного тока.Изгиб ваших пальцев показывает направление магнитного поля вокруг провода (изображено справа).

    Вы можете получить еще более сильное магнитное поле, обернув катушку провода серией петель, известной как соленоид, и пропуская ток через провод. Это известно как электромагнит. Можно сделать магнитное поле от электромагнита еще сильнее, поместив внутрь витков провода кусок железа. Второе правило правой руки указывает направление магнитного поля электромагнита.Оберните пальцами соленоид в направлении положительного тока. Ваш большой палец будет указывать на северный конец наведенного магнитного поля, как показано ниже.

    Не только движущиеся заряды создают магнитные поля, но и относительное движение между зарядами и магнитным полем может создавать силу. Величина силы (F B ) на заряд (q), движущийся через магнитное поле (B) со скоростью (v), определяется выражением: F B =qvBsinθ

    В этом уравнении θ — это угол между вектором скорости и направлением магнитного поля.Если скорость заряженной частицы перпендикулярна магнитному полю, sin θ = sin 90° = 1, и силу можно рассчитать просто как F B =qvB.

    Ил. Дэвида Кроше

    Поскольку сила является вектором, она также имеет направление. Это направление можно определить с помощью третьего правила правой руки. Направьте пальцы правой руки в направлении положительной скорости частицы (если движущийся заряд отрицателен, направьте пальцы правой руки в направлении, противоположном скорости частицы).Затем согните пальцы внутрь на 90° в направлении направления магнитного поля. Ваш большой палец будет указывать в направлении силы, действующей на заряженную частицу.

    Вопрос: Электрон движется со скоростью 2,0×10 6 метров в секунду перпендикулярно магнитному полю, имеющему плотность потока 2,0 тесла. Какова величина магнитной силы, действующей на электрон?

    Ответ:

    Вопрос: Частица с зарядом 6.4×10 –19 C испытывает силу 2×10 –12 Н, когда проходит через магнитное поле силой 3 тесла под углом 30° к полю. Какова скорость частицы?

    Ответ:

    Вопрос: Воздушный сердечник электромагнита заменен на железный сердечник. По сравнению с напряженностью магнитного поля в воздушном сердечнике, напряженность магнитного поля в железном сердечнике составляет

    1. меньше
    2. больше
    3. то же

    Ответ: (2) Железный сердечник, помещенный в электромагнит, усиливает магнитное поле.

    Вопрос: На приведенной ниже диаграмме показан протон, движущийся со скоростью v и приближающийся к входу в однородное магнитное поле, направленное на страницу. Когда протон движется в магнитном поле, величина магнитной силы, действующей на протон, равна F.

    .

    Если бы протон был заменен альфа-частицей (заряд +2е) при тех же условиях, величина магнитной силы на альфа-частицу была бы

    1. Ф
    2. F/2
    3. 4F

    Ответ: (2) 2F.Поскольку заряд удваивается, магнитная сила также удваивается.

    Когда относительное движение между проводником и магнитным полем создает силу на зарядах в проводнике, в проводнике индуцируется разность потенциалов. Проводник должен пересекать линии магнитного поля, чтобы создать разность потенциалов, а большие разности потенциалов создаются, когда проводник пересекает более сильные магнитные поля или движется быстрее через магнитное поле.

    Это явление позволяет создавать полезную и контролируемую электрическую энергию. Кинетическая энергия в виде ветра, воды, пара и т. д. используется для вращения катушки провода через магнитное поле, вызывая разность потенциалов, которая передается электрической компанией конечным пользователям. Это основное преобразование энергии лежит в основе гидроэлектростанций, атомных электростанций, электрогенераторов, работающих на ископаемом топливе, и ветряных генераторов!

    Вопрос: На схеме справа показан провод, движущийся вправо со скоростью v через однородное магнитное поле, направленное на страницу.При увеличении скорости провода наведенная разность потенциалов будет равна

    1. уменьшение
    2. увеличение
    3. остаются прежними

    Ответ: (2) индуцированная разность потенциалов будет увеличиваться по мере увеличения скорости движения провода.

    Вопрос: На приведенной ниже схеме показан проволочный проводник RS, расположенный перпендикулярно однородному магнитному полю, направленному на страницу.

    Опишите направление, в котором можно двигать провод, чтобы получить максимальную разность потенциалов на его концах, R и S.

    Ответ: Провод можно двигать так, чтобы создать максимальную разность потенциалов на его концах R и S, перемещая его горизонтально (справа налево или слева направо).

    Лекция 24

    POP5 QQ23.4
    Заданная приложенная сила величиной F app приводит к постоянная скорость v и потребляемая мощность P . Представьте, что сила увеличилась так, что постоянная скорость бара удваивается до 2 v . Каковы в этих условиях новые силы и новая потребляемая мощность?
    А. 2 F и 2 P
    Б. 4 F и 2 P
    C. 2 F и 4 P
    Д.4 F и 4 P
    Ответ

    gc6 tb21.5
    Петля из проволоки вращается в однородном магнитном поле. Что произойдет с ЭДС индукции, если диаметр петли увеличивается вдвое, а все остальные факторы остаются неизменными?
    А. ЭДС индукции в четыре раза больше.
    Б. ЭДС индукции в два раза больше.
    C. ЭДС индукции в два раза меньше.
    D. ЭДС индукции не меняется.
    Ответ

    POP5 QQ23.4
    Рассмотрим физическую систему, показанную на рисунке. Если ток в проводе меняет направление, в каком В каком направлении будет индуцироваться ток в контуре цепи?
    А. по часовой стрелке
    Б. против часовой стрелки
    С. ноль
    Ответ

    ПСЭ6 31,34
    Ток в соленоиде r = 2,00 см, n = 1000 витков/м колеблется как

    I  = (5,00 А) sin(100 π t ).

    Что такое E в r  = 1,00 см а t = 3,33 мс?
    А. 787 В/м
    Б. 16,7 В/м
    С. 0,202 кВ/м
    D. 4,94 мВ/м
    Ответ

    Уокер5 Пример 23-6
    Металлическое кольцо падает из области магнитного поля в область без поля, как показано на рисунке. В индукционный ток в кольце ______.

    А. по часовой стрелке
    Б. ноль
    C. против часовой стрелки
    Ответ

    Уокер5 23.27а
    Петля из проволоки падает между полюсами магнита, как показано на рисунке. Когда петля находится над магнитом, индукционный ток в петле ______.
    А. по часовой стрелке
    Б. ноль
    C. против часовой стрелки
    Ответ

    Уокер5 Пример 23-8
    Если B  = 2,71 T, = 1,25 м и v = 3,1 м/с на рисунке ниже, с какой скоростью изменяется магнитный поток Φ?

    А. 3,88 Втб/с
    Б.10,5 Втб/с
    C. 0,700 Втб/с
    D. 28,4 Вт/с
    Ответ

    Уокер5 Пример 23-6
    Металлическое кольцо перемещается в область магнитного поля, как показано на рисунке. В индукционный ток в кольце ______.

    А. по часовой стрелке
    Б. ноль
    C. против часовой стрелки
    Ответ

     

    С. 2 F и 4 P

     

    А. ЭДС индукции в четыре раза больше.
    Магнитный поток пропорционален площади, которая увеличится в четыре раза при увеличении диаметра вдвое.Тогда изменение потока будет в четыре раза больше, и ЭДС индукции тоже.

     

    B. против часовой стрелки



    По закону Ленца ток в цепи будет течь за направление, которое создает магнитный поток за пределами страницы, чтобы противостоять изменению внутри страницы потока, возникающего при изменении направления электрического тока в проводнике.

     

    Д. 4,94 мВ/м

     

    С.против часовой стрелки
    По закону Ленца ток будет течь против часовой стрелки, чтобы противостоять уменьшению потока вне страницы. Индуцированный ток против часовой стрелки производит вне страницы поток, частично восстанавливающий уменьшенный поток, возникающий при выходе кольца из области магнитного поля.
    Как показано, также существует сила магнитного сопротивления из-за индуцированного тока.

     

    А. по часовой стрелке
    Поток вне страницы через цикл увеличивается по мере приближения цикла полюса магнита.Индуцированный ток по часовой стрелке создает поток внутрь страницы, который препятствует изменению поток, возникающий при попадании кольца в область наибольшего магнитного поля.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *