§ 1. взаимодействие токов

Введение

Каждый из вас держал в руках магнит и знает его удивительное свойство: он на расстоянии взаимодействует с другим магнитом или с куском железа. Что есть такого в магните, что придает ему эти удивительные свойства? Можно ли самому сделать магнит? Можно, и что для этого нужно – вы узнаете из нашего урока. Забежим наперед: если взять простой железный гвоздь, он не будет обладать магнитными свойствами, но, если обмотать его проволокой и подключить ее к батарейке, мы получим магнит (см. рис. 1).

Рис. 1. Гвоздь, обмотанный проволокой и подключенный к батарейке

Оказывается, чтобы получить магнит, нужен электрический ток – движение электрического заряда. С движением электрического заряда связаны и свойства постоянных магнитов, таких как магнитики на холодильнике. Некого магнитного заряда, подобно электрическому, в природе не существует. Он и не нужен, достаточно движущихся электрических зарядов.

Вихревое ли магнитное поле?

Как же смотрится магнитное поле (МП) сегодня?

В школе нам объясняли, что линии напряженности магнитного поля замкнуты и представляют концентрические окружности вокруг провода с током. Поле, линии которого замкнуты, называется «вихревым». Став постарше, мы узнали, что вихревое поле характеризуется дифференциальным соотношением: div H=0 , что означает, что не существует магнитных «зарядов» – северного и южного «монополей». В точках пространства, занятого вихревым полем, существует «завихренность», что выражается зависимостью rot H≠0 . Дж. Максвелл ввел оба соотношения в систему дифференциальных уравнений электродинамики. Для стационарного магнитного поля второе соотношение было записано в виде

rot H=j,
(1)

где j – плотность электрического тока в данной точке поля.

Стационарное магнитное поле создается, например, проводом, по которому протекает постоянный электрический ток. МП тока заполняет все пространство, ослабевая (обратно пропорционально квадрату расстояния) с удалением от тока. Но – согласно уравнению (1) – «завихренность» существует лишь в тех точках, где j отлично от нуля, то есть в точках, принадлежащих проводу. Можно показать, что во всем остальном пространстве rot H≡0 . То есть во всем бесконечном пространстве, за исключением самого провода, магнитное поле не является вихревым! Вместе с тем отсутствие «магнитных зарядов» не позволяет ему быть и потенциальным. Что же это за странный объект, который не удовлетворяет ни одному из условий реального (материального) поля?

Математическая теория поля создавалась в рамках механики жидкостей и газа – для описания векторных полей скоростей и ускорений в моделях сплошной среды. Одним из положений теории поля является вывод, что в идеальной (невязкой) сплошной среде образование вихрей невозможно. И наоборот – вихри, изначально («от рождения») существовавшие в идеальной среде, должны существовать вечно и исчезнуть не могут (согласно закону сохранения момента импульса). Но авторы идеи «материализации» магнитного поля не наделили его вязкостью, ибо для этого не было (и не могло быть!) никаких экспериментальных оснований. Так в электродинамике появилось безвихревое «вихревое» магнитное поле. Иногда математическое понятие «вихревое поле» трактуют как пространство, в некоторых точках которого rot H≠0 . Такое понимание неприемлемо для магнитного поля. Точки, принадлежащие току – это особые точки, которые нельзя считать точками поля, как нельзя считать точками электрического поля заряды, его создающие.

Продолжим, однако, рассмотрение процессов, в которых участвует магнитное поле.

Магнитное поле в космосе

Одним из основных выводов из системы уравнений Максвелла является предсказание существования электромагнитных волн (ЭМВ) и его гениальная догадка, что свет имеет электромагнитную природу. Вместе со светом электромагнитные взаимодействия «вышли в космос». Новое «рабочее место» потребовало от магнитного поля новых «способностей».

Мы видели, что большинство «парадоксов» в электродинамике связано с идеей «взаимодействия полей». Альтернативой этой теории является «механизм пересечения», который предполагает участие заряженных частиц. Но СТО утверждает, что межзвездное пространство пусто! В космосе нет (ну – почти нет!) заряженных частиц. Как же электромагнитные волны могут распространяться в пустом пространстве? Как в пустоте образуется ток, создающий магнитное поле – магнитную составляющую электромагнитных волн? И как в вакууме работает «механизм пересечения», генерирующий электрическую компоненту ЭМВ?

Стоит лишь удивляться (восторгаться!) изобретательности теоретиков, которые, пренебрегая законами природы и здравым смыслом, все-таки «решили» все эти проблемы. Но это – отдельный разговор. Об истории этих «изысканий», о новых свойствах, которыми наделили магнитное (и электрическое) поле теоретики и о новых «парадоксах», к которым привели эти разработки, мы расскажем позже. А пока обратимся к электрическому полю.

Далее: Вихревое электрическое поле.

Взаимодействие — магнитные поля — катушка

Взаимодействие магнитных полей катушек с полями постоянных магнитов оздает усилие, направленное на устранение весового разбаланса коромысла.

Этот ток, проходя по обмоткам катушек, установленных на обеих платформах, приводит к появлению действующей на образец силы вследствие взаимодействия магнитных полей катушек и установленного на основании прибора постоянного магнита. На торцах катушек укреплены медные пластины, обеспечивающие гашение вихревых токов.

Измерительный механизм ьшнитоэлектрической системы — измерительный механизм, состоящий из неподвижного постоянного магнита и подвижной катушки с током, движение ( угол поворота) которой обусловлено взаимодействием магнитных полей катушки и постоянного магнита.

Постоянный ток, протекающий по обмоткам катушек 3, создает в них магнитное поле. Взаимодействие магнитных полей катушек с полями постоянных магнитов создает усилие, направленное на устранение весового разбаланса коромысла. Ток, протекающий по обмотке измерительного механизма ИП, является мерой разности массы груза и гирь. Возможность непрерывной автоматической регистрации приращений массы образца во времени позволяет использовать весы для решения широкого круга задач гравиметрического и термогравиметрического анализов.

Индукционный счетчик.

Неподвижную катушку включают в цепь последовательно, а внутреннюю, подвижную — параллельно. При взаимодействии магнитных полей катушек подвижная катушка поворачивается вместе с укрепленной на ней указательной стрелкой. Неподвижная катушка, называемая токовой, создает магнитное поле, которое прямо пропорционально силе тока цепи. Подвижная катушка создает магнитное поле, которое прямо пропорционально напряжению цепи, и поэтому называется катушкой напряжения.

Принципиальная схема буйконогп уппвнемера типа УБ-Э.| Уровнемеры буйковые электрические.

В результате взаимодействия магнитных полей катушки 13 и магнита 12 прекращается перемещение рычажной системы.

Однополупериодная схема выпрямительного миллиамперметра ( а и токи, протекающие в нем ( 6.

Принцип действия измерительных механизмов электродинамической системы основан на взаимодействии двух магнитных потоков, создаваемых токами, протекающими по двум катушкам, одна из которых подвижна. В результате взаимодействия магнитных полей катушек и противодействующих пружин подвижная катушка поворачивается на некоторый угол, пропорциональный токам в катушках.

Терморезистор R изменяет свое сопротивление в зависимости от температуры и тем самым регулирует величину тока в катушке HI. Поскольку величина тока в катушках К2 и КЗ не изменяется, то положение стрелки зависит от взаимодействия магнитных полей катушек К2 и КЗ с магнитным полем катушки К1, изменяющим свою величину. Результирующее поле катушек, взаимодействуя с полем постоянного магнита 4, связанного со стрелкой, устанавливает стрелку в соответствующее положение.

В принципе работы приборов непосредственной оценки используются физические процессы, создающие вращающий момент и перемещение подвижной системы прибора. Вращающий момент может быть создан взаимодействием магнитного поля постоянного м агнита и тока в катушке, магнитного поля катушки с током и ферромагнетика, взаимодействием магнитных полей катушек с токами, магнитных полей с индукционными токами, взаимодействием заряженных тел и др. В зависимости от природы физического взаимодействия, происходящего в измерительном механизме прибора, электроизмерительные приборы делятся на магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, индукционные, электростатические, термоэлектрические, детекторные, вибрационные.

Подвижной может быть как внешняя, так и внутренняя катушка, но обычно неподвижной делают внешнюю, а подвижной — внутреннюю, на которой и закрепляют модулирующий элемент. По одной из катушек пропускают постоянный ток, а по другой — переменный. Момент, возникающий в результате взаимодействия магнитных полей катушек, меняет свой знак одновременно с изменением направления тока в одной из катушек.

Природные (естественные) магниты.

Магнитные свойства некоторых природных минералов были известны еще в древности. Так, найдены письменные свидетельства более чем 2000-летней давности о том, что в древнем Китае использовались естественные постоянные магниты в качестве компасов. О притяжении и отталкивании магнитов и намагничивании ими железных опилок есть упоминания в трудах древнегреческих и римских ученых (например, поэма «О природе вещей» Лукреция Кара).

Природные магниты являются кусками магнитного железняка (магнетита), который состоит из FeO (31 %) и Fe2O (69 %). Поднеся такой кусок минерала к мелким железным пред­метам — гвоздям, опилкам, тонкому лезвию и т. д., он их притянет.

Взаимодействие токов

 

Неподвижные электрические заряды создают вокруг себя
электрическое поле. Движущиеся заряды создают, кроме того,
магнитное поле. Его мы и начинаем изучать

Возьмём два гибких проводника, укрепим их
вертикально, а затем присоединим нижними концами к полюсам
источника тока. Притяжения или отталкивания проводников при
этом не обнаружится, что соответствует рисунку 1. Если
другие концы проводников замкнуть проволокой так, чтобы в
проводниках возникли токи противоположного направления, то
проводники начнут отталкиваться друг от друга, что видно на
рисунке 2 (наведи стрелку мыши на рисунок).В случае токов
одного направления проводники взаимно притягиваются (см
рисунок 3). Взаимодействия между проводниками с током, т.е.
взаимодействия между движущимися электрическими
зарядами, называют магнитными. Силы, с которыми
проводники с током действуют друг на друга, называют
магнитными силами.

Рисунок
1.

Рисунок
2.

Рисунок
3.

 

Знаете ли Вы, что, как и всякая идолопоклонническая религия, релятивизм ложен в своей основе. Он противоречит фактам. Среди них такие:

1. Электромагнитная волна (в религиозной терминологии релятивизма — «свет») имеет строго постоянную скорость 300 тыс.км/с, абсурдно не отсчитываемую ни от чего. Реально ЭМ-волны имеют разную скорость в веществе (например, ~200 тыс км/с в стекле и ~3 млн. км/с в поверхностных слоях металлов, разную скорость в эфире (см. статью «Температура эфира и красные смещения»), разную скорость для разных частот (см. статью «О скорости ЭМ-волн»)

2. В релятивизме «свет» есть мифическое явление само по себе, а не физическая волна, являющаяся волнением определенной физической среды. Релятивистский «свет» — это волнение ничего в ничем. У него нет среды-носителя колебаний.

3. В релятивизме возможны манипуляции со временем (замедление), поэтому там нарушаются основополагающие для любой науки принцип причинности и принцип строгой логичности. В релятивизме при скорости света время останавливается (поэтому в нем абсурдно говорить о частоте фотона). В релятивизме возможны такие насилия над разумом, как утверждение о взаимном превышении возраста близнецов, движущихся с субсветовой скоростью, и прочие издевательства над логикой, присущие любой религии.

4. В гравитационном релятивизме (ОТО) вопреки наблюдаемым фактам утверждается об угловом отклонении ЭМ-волн в пустом пространстве под действием гравитации. Однако астрономам известно, что свет от затменных двойных звезд не подвержен такому отклонению, а те «подтверждающие теорию Эйнштейна факты», которые якобы наблюдались А. Эддингтоном в 1919 году в отношении Солнца, являются фальсификацией. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАРыцари теории эфира
  01.10.2019 — 05:20: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ — Upbringing, Inlightening, Education -> — Карим_Хайдаров.30.09.2019 — 12:51: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ — Upbringing, Inlightening, Education -> — Карим_Хайдаров.30.09.2019 — 11:53: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ — Upbringing, Inlightening, Education -> — Карим_Хайдаров.29.09.2019 — 19:30: СОВЕСТЬ — Conscience -> — Карим_Хайдаров.29.09.2019 — 09:21: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ — Economy and Finances -> — Карим_Хайдаров.29.09.2019 — 07:41: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ — Upbringing, Inlightening, Education -> — Карим_Хайдаров.26.09.2019 — 17:35: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ — Upbringing, Inlightening, Education -> — Карим_Хайдаров.26.09.2019 — 16:35: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА — War, Politics and Science -> — Карим_Хайдаров.26.09.2019 — 08:33: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ — Upbringing, Inlightening, Education -> — Карим_Хайдаров.26.09.2019 — 06:29: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ — Upbringing, Inlightening, Education -> — Карим_Хайдаров.24.09.2019 — 03:34: ТЕОРЕТИЗИРОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ — Theorizing and Mathematical Design -> — Карим_Хайдаров.24.09.2019 — 03:32: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ — New Technologies -> — Карим_Хайдаров.

Правило правой руки

В случае, когда мы имеем дело смагнитным полем катушкис током или соленоида, картина будет более сложной. Поэтому для простого нахождения направления линий магнитного поля в таком случае существует правило правой руки. Оно гласит:

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.

Открытие электромагнетизма:

В XVIII в. электричество и магнетизм считались хотя и похожими, но все же имеющими различную природу явлениями. Правда, были известны некоторые факты, указывающие на существование как будто бы связи между магнетизмом и электричеством, напримернамагничениежелезных предметов в результате ударов молнии. Больше того, Франклинуудалоськак будто бы намагнитить кусок железа с помощью разряда лейденской банки. Все-таки известные факты не позволяли уверенно утверждать, что между электрическими и магнитными явлениями существует связь.

Такую связь впервые обнаружил датский физикХансКристианЭрстед в1820 г. Он открыл действие электрического тока на магнитную стрелку.

Интересна история этого открытия. Идею о связи между электрическими и магнитными явлениями Эрстед высказал еще в первом десятилетии XIXв.Онполагал, что в явлениях природы, несмотря на все их многообразие, имеется единство, что все они связаны между собой.

Руководствуясь этой идеей, он поставил перед собой задачу выяснить на опыте, в чем эта связь проявляется.

Эрстед открыл, что если над проводником, направленным вдоль земного меридиана, поместить магнитную стрелку, которая показывает на север, и по проводнику пропустить электрический ток, то стрелка отклоняется на некоторый угол.

После того как Эрстед опубликовал свое открытие, многие физики занялись исследованием этого нового явления. Французские ученыеБиоиСаварпостарались установить закон действия тока на магнитную стрелку, т. е. определить, как и от чего зависит сила, действующая на магнитную стрелку, когда она помещена около электрического тока. Они установили, что сила, действующая на магнитный полюс (на конец длинного магнита) со стороны прямолинейного проводника с током, направлена перпендикулярно к кратчайшему расстоянию от полюса до проводника и модуль ее обратно пропорционален этому расстоянию.

Познакомившись с работойБиоиСавара, Лаплас заметил, что для расчета «магнитной» силы, т. е., говоря современным языком, напряженности магнитного поля, полезно рассматривать действие очень малых отрезков проводника с током на магнитный полюс.Из измеренийБиоиСавараследовало, что если ввести понятие элемента проводника ∆l, то сила ∆F, действующая со стороны этого элемента на полюс магнита, будет пропорциональна ∆F~ (∆lr2)sinθ–, где ∆l– элемент проводника,θ– угол, образованный этим элементом и прямой, проведенной из элемента ∆lв точку, в которой определяется сила, аr– кратчайшее расстояние от магнитного полюса до линии, являющейсяпродолжением элемента проводника.

После того как было введено понятие силы тока и напряженности магнитного поля, этот закон стали записывать так:

где ∆H– напряженность магнитного поля,I– сила тока, аk– коэффициент, зависящий от выбора единиц, в которых измеряются эти величины. В международной системе единиц СИ этот коэффициент равен 1/4π.

Новый важнейший шаг в исследовании электромагнетизма был сделан французским ученым Андре Мари Ампером в 1820г.

Раздумывая над открытием Эрстеда, Ампер пришел к совершенно новым идеям. Он предположил, что магнитные явления вызываются взаимодействием электрических токов. Каждый магнит представляет собой систему замкнутых электрических токов, плоскости которых перпендикулярны оси магнита. Взаимодействие магнитов, их притяжение и отталкивание объясняются притяжением и отталкиванием, существующими между токами. 3емной магнетизм также обусловлен электрическими токами, которые протекают в земном шаре.

  1. Закрепление изученного материала.

  1. Какие взаимодействия называются магнитными.

  2. Основные свойства магнитного поля.

  3. Опишите опыт Эрстеда, что доказывает опыт Эрстеда?

  4. Правило правого винта.

  5. От чего зависит магнитная индукция поля внутри вытянутой катушки?

  1. Домашнее задание.

§ 1,2 учебника Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б. Физика – 11 (базовый и профильный уровни),- М.: Просвещение, 2010 г.

Есть ли «структура» у магнитного поля?

«Двуликая» природа ЭМИ тесно связана с представлениями о «структуре» магнитного поля. По мысли творцов электродинамики эта «структура» задается линиями поля. Объяснение явления ЭМИ «способом пересечения» предполагает у магнитного поля наличие такой структуры. «Теория взаимодействия полей» не нуждается в представлении магнитного поля «силовыми линиями». Поэтому сторонники этой теории считают магнитное поле бесструктурным. Одним из таких сторонников был академик И.Е. Тамм. Критикуя «механизм пересечения», он писал:

«… такая интерпретация не выдерживает никакой критики: силовые линии являются лишь вспомогательным понятием, … а не какими-либо материальными образованиями, отдельные элементы которых можно было бы индивидуализировать…».

То есть, понимая, что магнитное поле – категория нематериальная, автор, тем не менее, не считает возможным мысленно наделить ее некоторой «структурой». (Между строк заметим, что эта точка зрения не помешала в свое время «материализовать» МП, присвоив ему массу, импульс и прочие свойства материального объекта!).

Мы показали, что разрешить некоторые «парадоксы» ЭМИ возможно лишь с помощью механизма пересечения, для которого структурированность магнитного поля – обязательное условие. Из-за того, что в электродинамике уже более 100 лет господствует «теория взаимодействия полей», долго не находили разрешения классические «парадоксы»– Геринга и Фарадея.

Все эти проблемы снимаются, если допустить, что магнитное поле имеет «структуру», а магнитные силы – это силы «натяжения и давления» силовых линий.

1 вариант

A1. Индукция магнитного поля — это векторная физиче­ская величина, равная отношению:

1) силы, действующей на элемент длины проводника, помещенный в данную точку поля, к произведению силы тока на длину элемента
2) силы тока, действующей на элемент длины провод­ника, помещенный в данную точку поля, к произве­дению силы на длину элемента
3) напряжения, действующего на элемент длины про­водника, помещенный в данную точку поля, к про­изведению силы тока на длину элемента
4) напряжения, действующего на элемент длины про­водника, помещенный в данную точку поля, к про­изведению работы тока на длину элемента

А2. При увеличении тока в контуре в 4 раза индукция магнитного поля:

1) увеличится в 4 раза
2) уменьшится в 4 раза
3) увеличится в 16 раз
4) не изменится

А3. Три частицы влетели в однородное магнитное поле. На рисунке траектории их движения показаны штриховой линией.

Линии магнитной индукции направлены от наблюдателя. Отрицательный заряд имеет:

1) только частица 1
2) только частица 2
3) только частица 3
4) частицы 2 и 3

А4. Доказательством реальности существования магнит­ного поля может служить:

1) наличие источника поля
2) отклонение заряженной частицы, движущейся в поле
3) взаимодействие двух проводников с током
4) существование электромагнитных волн

В1. Горизонтальный проводник длиной l = 0,20 м и мас­сой m = 0,01 кг, подвешенный на двух тонких нитях, находится в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией В = 0,25 Тл. На какой угол α от вертикали отклонятся нити, если по проводнику пропустить ток I = 2,0 А?

C1. Протон с энергией W = 1,0 МэВ влетел в однородное магнитное поле, перпендикулярное линиям индукции. Какой должна быть минимальная протяженность поля l в направлении движения протона, чтобы направление его движения изменилось на противоположное? (Магнитная индукция поля В = 1 Тл.)

Описание презентации 7. 1. Взаимодействие токов. Магнитное поле 8. по слайдам

7. 1. Взаимодействие токов. Магнитное поле 8. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ Электрические токи взаимодействуют между собой. Например, два тонких прямолинейных параллельных проводника, по которым текут токи в одном направлении, притягивают друга. Сила взаимодействия, приходящаяся на единицу длины где μ 0 =4π. 10 -7 Гн/м – магнитная постоянная, I 1 , I 2 – сила тока в проводниках, b – расстояние меду ними. Закон был установлен Ампером в 1820 г. b II

Взаимодействие токов осуществляется через поле, которое называется магнитным. Это поле, как обнаружил Эрстед, оказывает ориентирующее действие на магнитную стрелку. Движущиеся заряды (токи) изменяют свойства окружающего их пространства — создают в нем магнитное поле. Это поле проявляется в том, что на движущиеся в нем заряды (токи) действуют силы. Магнитная индукция — вектор, направление которого определяется равновесным направлением положительной нормали к пробному контуру.

N max – вращательный момент, p m – магнитный момент контура mp N B max В характеризует силовое действие магнитного поля на ток и, следовательно, является аналогом напряженности электрического поля Е. 8. 2. Закон Био-Савара-Лапласа. Поле движущегося заряда Био и Савар провели в 1820 г. исследование магнитных полей токов различной формы. Они установили, что магнитная индукция пропорциональна силе тока, создающего магнитное поле, и зависит от расстояния до той точки, в которой определялась .

Лаплас — магнитное поле любого тока может быть вычислено как векторная сумма (суперпозиция) полей, создаваемых отдельными элементарными участкам тока dl. – закон Био-Савара-Лапласа. 3 0][ 4 r rld. I Bd

Индукция магнитного поля, создаваемого зарядом q , движущимся со скоростью υ3 0][ 4 r rq

Электромагнитные возмущения распространяются в пространстве со скоростью света с. Поэтому поле в данной точке пространства будет соответствовать тому состоянию (т. е. положению и скорости) заряда, которое существовало на τ = r /с секунд раньше. Формула дают правильный результат, если перемещением заряда за время τ υτ

М агнитная индукция поля прямого тока b I

Линии магнитной индукции представляют собой систему концентрических окружностей, охватывающих провод. Магнитная индукция на оси кругового тока, на расстоянии х от плоскости, в которой лежит контур2/322 2 0 )(2 x. R IR

Для x >> R 3 02 4 x p B m R I B 2 0 Поле в центре кругового тока

8. 4. Циркуляция вектора В. Поле соленоида и тороида Вычислим циркуляцию вектора В по контуру, охватывающему прямой ток. Контур лежит в плоскости перпендикулярной току. Циркуляция вектора B по замкнутому контуру ( I – ток охватываемый контуром): Ild.

Если контур тока не охватывает, циркуляция вектора B равна нулю. Если контур охватывает несколько токов, циркуляция В равна их алгебраической сумме: k k. Ild. B 0 Вычисляя сумму токов, положительным нужно считать такой ток, направление которого связано с направлением обхода по контуру правилом правого винта.

Величины и являются основными силовыми характеристиками соответствующих полей. Между этими полями имеется принципиальное различие. E B Э лектростатическое поле потенциально и может быть охарактеризовано потенциалом φ. 0 ld. E Циркуляция B не равна нулю, если контур, по которому берется циркуляция, охватывает ток. Поля, обладающие таким свойством, называются вихревыми. Магнитному полю нельзя приписать потенциал. 0 ld. B Линии магнитной индукции всегда замкнуты. Это указывает на то, что магнитных зарядов в природе не существует.

Поле бесконечно-длинного соленоида Соленоид — это тонкий провод, навитый плотно, виток к витку, на цилиндрический каркас. Соленоид создает такое же поле как и система одинаковых круговых токов с общей прямой осью. Любая плоскость перпендикулярная к оси соленоида будет его плоскостью симметрии.

Магнитная индукция внутри бесконечно-длинного соленоида In. B 0 Поле внутри соленоида однородно. Вне соленоида магнитная индукция равна нулю.

Поле тороида Тороид представляет собой тонкий провод, плотно навитый на каркас, имеющий форму тора. Он эквивалентен системе одинаковых круговых токов, центры которых расположены по окружности. Магнитная индукция внутри тороида: r R In. B 0 Вне тороида магнитная индукция равна нулю

Физика 8 класс

«Опыты по электризации» — Электризация жидкости. Отыщи всему начало. Тела, имеющие заряды одинакового знака. Трение тел. Качественные задачи. Электрический угорь. Электризация. Электрические явления. Электрический заряд. Что такое электрический заряд. Философ Фалес. Электризация тел. Мера свойств заряженных тел взаимодействовать друг с другом. Происхождение термина “электричество”. Наэлектризованные тела. Электрометры. Кусочек янтаря.

«Физическая викторина» — Остановка. Малыш Рысту. Конкурс по решению задач. Лодка опрокинулась. А.Эйнштейн. Почему днем окна кажутся темными. Господа делегаты. Физический кругозор учащихся. Правила игры. Кто из физиков с «мировым именем» увлекался с музыкой. Опыты Герца. Как Ходжа тащил из колодца месяц. Гонка за лидером. Легковой автомобиль. Представление команд. Доклад. Герой сказки. Все дети любят сказки. Разминка команд.

«8 класс физика «Закон Ома»» — Эбонитовая палочка. График прямой пропорциональности. Сила тока в участке цепи. Прибор, механизм, машина. График зависимости. Ваша задача опять внимательно проследить за показаниями. Физические величины. Физика. С увеличением сопротивления проводника сила тока уменьшается. Напряжение, сила тока, сопротивление. Зависимость силы тока от напряжения. Взаимозависимость силы тока, напряжения и сопротивления.

«Паровозы» — Изобретение паровоза. Различные автомобили. Тепловые двигатели. Первый паровоз был построен в 1834 году. Паровозы и автомобили. Изобретение автомобиля. Паровоз Стефенсона. Различные типы паровозов. Когда была изобретена паровая машина. Виды тепловых двигателей. Машина Уатта. Развитие энергетики. Джеймс Уатт (1736-1819).

«Постоянные магниты, магнитное поле Земли» — Как взаимодействуют между собой полюсы магнитов. Компас. Северное сияние. Искусственные магниты — сталь, никель, кобальт. Действие магнитного поля Земли на человека. Магнитное поле Земли. Постоянные магниты. Фронтальный опрос. Магнитные полюсы Земли. Разноименные магнитные полюса притягиваются, одноименные отталкиваются. Тела, сохраняющие длительное время намагниченность. Экспериментальное задание.

«Высокая влажность воздуха» — Влажность воздуха для человека. Теплоотдача резко сокращается. Вред высокой влажности воздуха. Абсолютная влажность воздуха. Вред влажности воздуха для механизмов, машин. Вред влажности воздуха. Польза влажности воздуха. Средства устранения вреда влажности воздуха. Относительная влажность воздуха. Влажность воздуха. Специалисты в области экологии и здоровья человека.

«Физика 8 класс»

Сила тока

Вы уже знаете, что в металлическом стержне достаточно большое количество носителей электрического заряда – электронов. Понятно, когда по стержню не течет электрический ток, эти электроны движутся хаотически, то есть можно считать, что количество электронов, которое проходит через сечение стержня слева направо, приблизительно равно количеству электронов, которое проходит через то самое сечение стрежня справа налево за одно и то же время. Если мы пропускаем по стержню электрический ток, то движение электронов становится упорядоченным и количество электронов, которое проходит через сечение стержня за промежуток времени, существенно возрастает (имеется в виду то количество электронов, которое проходит в одном направлении).

Сила тока – это физическая величина, характеризующая электрический ток и численно равная заряду, проходящему через поперечное сечение проводника за единицу времени. Силу тока обозначают символом  и определяют по формуле: , где  – заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за время .

Чтобы лучше понять суть введенной величины, давайте обратимся к механической модели электрической цепи. Если рассмотреть водопроводную систему вашей квартиры, то она может оказаться поразительно похожей на электрическую цепь. Действительно, аналогом источника тока выступает насос, который создает давление и поставляет воду в квартиры (см. рис .1).

Рис. 1. Водопроводная система

Как только он перестанет работать, исчезнет вода в кранах. Краны выступают в роли ключей электрической цепи: когда кран открыт – вода течет, когда закрыт – нет. В роли заряженных частиц выступают молекулы воды (см. рис. 2).

Рис. 2. Движение молекул воды в системе

Если мы теперь введем величину, аналогичную только что введенной силе тока, то есть количеству молекул воды через сечение трубы за единицу времени, то фактически получим количество воды, проходящей через поперечное сечение трубки за одну секунду – то, что в быту часто называют напором. Соответственно, чем больше напор, тем больше воды вытекает из крана, аналогично: чем больше сила тока, тем сильнее ток и его действие.

2 вариант

A1. Индукция магнитного поля показывает, чему равна:

1) сила, действующая на элемент проводника с током единичной длины, если по нему идет ток единичной силы
2) сила, действующая на проводник с током, если по нему идет ток единичной силы
3) сила тока, действующая на элемент проводника с то­ком единичной длины
4) сила тока, действующая на проводник с током единичной длины

А2. На рисунке изображен проводник с током. Символ «+» означает, что ток в проводнике направлен от наблю­дателя. Куда направлен вектор магнитной индукции поля в точке а?

1) только в направлении 1
2) только в направлении 2
3) в направлении 1 или 3
4) только в направлении 4

А3. В горизонтально расположенном проводнике длиной 50 см и массой 10 г сила тока равна 20 А. Найдите индук­цию магнитного поля, в которое нужно поместить провод­ник, чтобы сила тяжести уравновесилась силой Ампера.

1) 10-2 Тл
2) 10 Тл
3) 0,1 мТл
4) 100 Тл

А4. Для двух параллельных проводников, находящихся в вакууме, модуль силы взаимодействия между элемен­тами токов, на которые можно разложить любые участки проводников, прямо пропорционален токам, протекаю­щим по проводникам, длинам элементов и обратно про­порционален квадрату расстояния между ними — гласит закон:

1) Ампера
2) Фарадея
3) Ленца
4) Ньютона

В1. На горизонтальных рельсах, расстояние между ко­торыми l = 60 см, перпендикулярно им стоит стержень. Определите силу тока I, который надо пропустить по стержню, чтобы он начал двигаться. Рельсы и стержень находятся в однородном вертикальном поле с индукцией B = 0,6 Тл. Масса стержня m = 0,5 кг, коэффициент тре­ния стержня о рельсы µ = 0,1.

C1. Электрон, ускоренный разностью потенциалов U = 400 В, влетел в однородное магнитное поле с индукци­ей В = 1,5 мТл и описал дугу окружности. Найдите радиус этой окружности R.

Ответы на тест по физике Основы электродинамики. Магнитное поле для 11 класса1 вариант
А1-1
А2-2
А3-1
А4-2
В1. 45°
С1. 14 см2 вариант
А1-1
А2-1
А3-1
А4-1
В1. 1,4 А
С1. 4,5 см

Ссылка на основную публикацию