Два параллельных провода по которым протекают токи в разных направлениях

Объясните почему 2 параллельных провода по которым токи протекают в противоположных направлениях, отталкиваются друг от друга с некоторой силой?

Объясните почему 2 параллельных провода по которым токи протекают в противоположных направлениях, отталкиваются друг от друга с некоторой силой.

Это работа электромагнитных полей проводника (провода), как у магнитов.

Две катушки, по которым протекает электрический ток, притягиваются друг к другу?

Две катушки, по которым протекает электрический ток, притягиваются друг к другу.

Для того чтобы они отталкивались друг от друга, нужно.

1)поменять направление тока в обеих катушках 2)поменять направление тока в любой из катушек 3)вставить в одну из них железный сердечник 4)вставить в одну из них деревянный сердечник.

Как взаимодействуют два параллельных друг другу проводника, если электрические токи в них противоположны по направлению?

Как взаимодействуют два параллельных друг другу проводника, если электрические токи в них противоположны по направлению?

1) сила взаимодействия равна нулю 2) проводники притягиваются 3) проводники отталкиваются

4) проводники поворачиваются в одинаковом направлении.

Помогите пожалуйста?

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

1) При сближении двух одноименно заряженных частиц потенциальная энергия их взаимодействия : а) Увеличилась б) Не изменилась в) Уменьшилась Почему?

1) При сближении двух одноименно заряженных частиц потенциальная энергия их взаимодействия : а) Увеличилась б) Не изменилась в) Уменьшилась Почему?

2) Две медные проволки одинаковой длины, но разного сечения включены в цепь электрического тока параллельно.

Большее кол — во тепла будет выделяться : а) в толстой проволке б) в тонкой проволке.

3) По двум прямолинейным параллельным друг другу проводникам протекают токи, направленные противоположно.

Проводники : а) отталкиваются б) не взаимодействуют в) притягиваются.

В двух длинных параллельных проводниках силы тока равны 500 А?

В двух длинных параллельных проводниках силы тока равны 500 А.

Направление токов противоположное.

С какой силой взаимодействуют провода, если расстояние между ними 50 см?

Почему два параллельных проводника по которым текут токи в одном направлении притягиваются а два параллельных электронных пучка отталкиваются?

Почему два параллельных проводника по которым текут токи в одном направлении притягиваются а два параллельных электронных пучка отталкиваются.

Почему два параллельных проводника по которым текут токи в одном направлении притягиваются а два параллельных электронных пучка отталкиваются?

Почему два параллельных проводника по которым текут токи в одном направлении притягиваются а два параллельных электронных пучка отталкиваются.

Два параллельных провода длиной 1, 5 м находятся на расстоянии 50 мм друг от друга?

Два параллельных провода длиной 1, 5 м находятся на расстоянии 50 мм друг от друга.

По проводам текут токи J1 = J2 = 5A в одном направлении.

Определите силу их взаимодействия.

По двум параллельным проводникам протекают токи силой 3 и 4 А ?

По двум параллельным проводникам протекают токи силой 3 и 4 А .

Расстояние между проводниками 14 см .

Найти множество точек, в которых индукця магнитного поля равна нулю .

Рассмотреть два случая : токи протекают , а)в одном направлений, б) в противоположных направлениях.

Как взаимодействуют два параллельных провода, по которым течёт ток в одном направлении ?

Как взаимодействуют два параллельных провода, по которым течёт ток в одном направлении ?

Вы открыли страницу вопроса Объясните почему 2 параллельных провода по которым токи протекают в противоположных направлениях, отталкиваются друг от друга с некоторой силой?. Он относится к категории Физика. Уровень сложности вопроса – для учащихся 5 — 9 классов. Удобный и простой интерфейс сайта поможет найти максимально исчерпывающие ответы по интересующей теме. Чтобы получить наиболее развернутый ответ, можно просмотреть другие, похожие вопросы в категории Физика, воспользовавшись поисковой системой, или ознакомиться с ответами других пользователей. Для расширения границ поиска создайте новый вопрос, используя ключевые слова. Введите его в строку, нажав кнопку вверху.

На 74 градусов. Наверное так.

Площадь верхнего основания конуса не имеет никакого значения. Со стороны нижнего основания на стол действует сила mg, распределённая по площади Sa Единственно, надо площадь перевести в квадратные метры Sa = 4 см² = 4 / 10000 м² = 0, 0004 м² P = mg /..

Поскольку за ПЕРИОД грузик пройдет расстояние, равное четырем амплитудам : L₀ = 4 * 3 = 12 см или 0, 12 м то число колебаний : n = L / L₀ = 0, 36 / 0, 12 = 3 Ответ : 3 колебания.

Q = λ * m = 4 * 330000 = 1320000Дж или 1320 кДж.

Решение Q = m * λ Отсюда находим массу m = Q / λ = 0, 1 кг 100 грамм свинца.

V = 72 км / ч = 20 м / с ; = V² / R = 20² / 500 = 0, 8 м / с² ; N = m(g — ) = 500×(10 — 0, 8) = 4600 Н (4500, если брать g за 9. 8 м / с²).

Правильный ответ это б.

0, 3 * m1 = N * 0, 2 0, 1 * N = 0, 3 * M m1 = 2M M = 1, 2 кг.

Потому что перемещение , cкорость, ускорение — величины векторные и работать с векторами труднее чем с проекциями.

Ответ : Объяснение : Дано : S₁ = S / 4V₁ = 72 км / чS₂ = 3·S / 4V₂ = 15 м / с____________Vcp — ? Весь путь равен S. Время на первой четверти пути : t₁ = S₁ / V₁ = S / (72·4) = S / 288 чВремя на остальной части пути : t₂ = S₂ / V₂ = 3·S / (15·4) = 3..

Тест "Действие магнитного поля на проводник с током"

Направлению силы Ампера, действующей на проводник с током соответствует:

Выберите один из 4 вариантов ответа:

Магнитная стрелка, расположенная вблизи прямого проводника с током, повернулась на 180 0 . Это могло произойти вследствие того, что

Выберите один из 4 вариантов ответа:

1) в проводнике изменилось направление тока

2) вокруг проводника изменилось электрическое поле

3) в проводнике изменилась сила тока

4) магнитная стрелка перемагнитилась

Прямой проводник с током помещен в однородное магнитное поле. Угол между проводником и силовыми линиями вектора магнитной индукции изменяют с 600 до 300. Модуль силы, действующей на проводник:

Выберите один из 4 вариантов ответа:

2) увеличится в раз

3) уменьшится в раз

4) уменьшится в раз

Какова индукция магнитного поля, если оно действует с силой 50 мН на каждые 5 см длины проводника при силе тока в нем 1 А?

Выберите один из 4 вариантов ответа:

Два параллельных провода, по которым протекают токи в разных направлениях

Выберите один из 4 вариантов ответа:

1) Не взаимодействуют

2) Сначала притягиваются, а потом отталкиваются

В магнитное поле поместили проводник с током. Через некоторое время силу тока в нем уменьшили в 2 раза. Изменилась ли при этом индукция магнитного поля?

Выберите один из 4 вариантов ответа:

1) Для ответа не хватает данных

2) Увеличилась в 2 раза

3) Уменьшилась в 2 раза

4) Не изменилась

Куда направлена сила, действующая со стороны магнитного поля, на протон?

Выберите один из 4 вариантов ответа:

Как изменится сила, действующая на проводник с током, при уменьшении индукции магнитного поля в 3 раза?

Выберите один из 4 вариантов ответа:

1) увеличится в 3 раза

2) уменьшится в 9 раз

4) уменьшится в 3 раза

Два параллельных провода, по которым протекают токи в одном направлении

Выберите один из 4 вариантов ответа:

2) Сначала притягиваются, а потом отталкиваются

3) Не взаимодействуют

На изолированный проводник с током в магнитном поле действует сила Ампера, модуль которой 1,2 Н. Если проводник сложить вдвое при том же токе, то модуль силы, действующей на проводник, будет равен:

Два параллельных провода по которым протекают токи в разных направлениях

Объясните почему два провода, по которым токи протекают в одном направлении, притягиваются с некоторой силой другк другу.

По двум параллельным проводникм течет ток влево. Как взаимодействуют проводники?Доказать правильность ответа.

Объясните почему два параллельных провода, по которым токи протекают в противоположных направлениях, отталкиваются друг от друга с некоторой силой.

Знаешь ответ? Добавь его сюда!

Ответить на вопрос

Краеведы определили показания барометра в глубоких пещерах, расположенных ниже уровня реки, у реки и на высоком холме над рекой. Ими были получены значения : 740 мм рт. ст., 730 мм рт. ст. и 745 мм рт. ст. Поняв, где какой результат был получен, ответьте, что больше, высота холма или глубина пещеры? Считайте плотность воздуха одинаковой во всех трёх местах.

Укажите правильный вариант ответа:

1 высота холма больше

2 глубина пещер больше

3 высота холма и глубина пещер одинаковы

4 недостаточно данных для однозначного ответа

В гидравлической машине площадь малого поршня меньше площади большого в 15 раз. На большой поршнень оказано давление с силой 6 кН. Какой массы груз надо положить на малый поршень, чтобы система находилась в равновесии? Ответ дайте в кг.

Кирпич имеет рёбра размерами 5 см, 10 см, 20 см. На какой стороне должен лежать кирипич, чтобы создавать наименьшее давление? В ответ запишите площадь стороны в см2.

Как изменится давление и сила давления шкафа на пол, если после сборки его подняли с боковой грани на ножки?

Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток. Правило левой руки

Заряженная частица движется в однородном магнитном поле так, как показано на рисунке. Линии магнитной индукции направлены от наблюдателя. Куда направлена сила, действующая на заряженную частицу?

Выберите один из 4 вариантов ответа:

Варианты ответов

• вверх
• влево
• вправо
• вниз

Вопрос 2

Как называется сила, с которой магнитное поле действует на помещённый в него проводник с током?

Запишите ответ:

Вопрос 3

Два параллельных провода, по которым протекают токи в разных направлениях

Выберите один из 4 вариантов ответа:

Варианты ответов

• Притягиваются
• Не взаимодействуют
• Отталкиваются
• Сначала притягиваются, а потом отталкиваются

Вопрос 4

Рисунок демонстрирует правило .

Вопрос 5

Укажите истинность высказываний.

Укажите истинность или ложность вариантов ответа:

Варианты ответов

• Магнитное поле не действует если прямолинейный проводник с током параллелен линиям магнитного поля
• Магнитное поле не действует, если ориентация прямолинейного проводника с током совпадает с направлениями линий магнитного поля
• Магнитное поле не действует, если направление вектора скорости движущейся заряженной частицы совпадает с направлением линий магнитного поля
• Магнитное поле не действует, если скорость движущейся заряженной частицы параллельна линиям магнитного поля

Вопрос 6

Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по движению . заряженной частицы (или против движения . заряженной), то отставленный на 90 о большой палец укажет направление действующей на частицу силы.

Варианты ответов

• . положительно. отрицательно
• . положительно. положительно
• . отрицательно. отрицательно
• . отрицательно. положительно

Вопрос 7

При включении тока в цепи, изображённой на рисунке, лёгкая алюминиевая трубочка покатилась внутрь магнита. Определите полярность клемм источника тока.

Выберите один из 2 вариантов ответа:

Варианты ответов

• «-«, «+»
• «+», «-«

Вопрос 8

Два параллельных провода, по которым протекают токи в одном направлении

Выберите один из 4 вариантов ответа:

Варианты ответов

• Сначала притягиваются, а потом отталкиваются
• Притягиваются
• Не взаимодействуют
• Отталкиваются

Вопрос 9

Электрон движется в однородном магнитном поле так, как показано на рисунке. Линии магнитной индукции направлены к наблюдателю. Как направлена сила, действующая на электрон со стороны магнитного поля?

Два параллельных провода по которым протекают токи. Два параллельных проводника

Применим закон Ампера для вычисления силы взаимодействия двух длинных прямолинейных проводников с токами I 1 и I 2 , находящихся на расстоянии d друг от друга (рис. 6.26).

Рис. 6.26. Силовое взаимодействие прямолинейных токов:
1 — параллельные токи; 2 — антипараллельные токи

Проводник с током I 1 создает кольцевое магнитное поле, величина которого в месте нахождения второго проводника равна

Это поле направлено «от нас» ортогонально плоскости рисунка. Элемент второго проводника испытывает со стороны этого поля действие силы Ампера

Подставляя (6.23) в (6.24), получим

При параллельных токах сила F 21 направлена к первому проводнику (притяжение), при антипараллельных — в обратную сторону (отталкивание).

Аналогично на элемент проводника 1 действует магнитное поле, создаваемое проводником с током I 2 в точке пространства с элементом с силой F 12 . Рассуждая таким же образом, находим, что F 12 = –F 21 , то есть в этом случае выполняется третий закон Ньютона.

Итак, сила взаимодействия двух прямолинейных бесконечно длинных параллельных проводников, рассчитанная на элемент длины проводника, пропорциональна произведению сил токов I 1 и I 2 протекающих в этих проводниках, и обратно пропорциональна расстоянию между ними. В электростатике по аналогичному закону взаимодействуют две длинные заряженные нити.

На рис. 6.27 представлен опыт, демонстрирующий притяжение параллельных токов и отталкивание антипараллельных. Для этого используются две алюминиевые ленты, подвешенные вертикально рядом друг с другом в слабо натянутом состоянии. При пропускании через них параллельных постоянных токов силой около 10 А ленты притягиваются. а при изменении направления одного из токов на противоположное — отталкиваются.

Рис. 6.27. Силовое взаимодействие длинных прямолинейных проводников с током

На основании формулы (6.25) устанавливается единица силы тока — ампер , являющаяся одной из основных единиц в СИ.

Пример. По двум тонким проводам, изогнутым в виде одинаковых колец радиусом R = 10 см, текут одинаковые токи I = 10 А в каждом. Плоскости колец параллельны, а центры лежат на ортогональной к ним прямой. Расстояние между центрами равно d = 1 мм. Найти силы взаимодействия колец.

Решение. В этой задаче не должно смущать, что мы знаем лишь закон взаимодействия длинных прямолинейных проводников. Поскольку расстояние между кольцами много меньше их радиуса, взаимодействующие элементы колец «не замечают» их кривизны. Поэтому сила взаимодействия дается выражением (6.25), куда вместо надо подставить длину окружности колец Получаем тогда

Если близко один к другому расположены проводники с токами одного направления, то магнитные линии этих проводников, охватывающие оба проводника, обладая свойством продольного натяжения и стремясь сократиться, будут заставлять проводники притягиваться (рис. 90, а).

Магнитные линии двух проводников с токами разных направлений в пространстве между проводниками направлены в одну сторону. Магнитные линии, имеющие одинаковое направление, будут взаимно отталкиваться. Поэтому проводники с токами противоположного направления отталкиваются один от другого (рис. 90, б).

Рассмотрим взаимодействие двух параллельных проводников с токами, расположенными на расстоянии а один от другого. Пусть длина проводников равна l .

Магнитная индукция, созданная током I 1 на линии расположения второго проводника, равна

На второй проводник будет действовать электромагнитная сила

Магнитная индукция, созданная током I 2 на линии расположения первого проводника, будет равна

и на первый проводник действует электромагнитная сила

равная по величине силе F2

На электромеханическом взаимодействии проводников с током основан принцип действия электродинамических измерительных приборов; используемых в цепях постоянного и в особенности переменного тока.

Задачи для самостоятельного решения

1. Определить напряженность магнитного поля, создаваемого током 100 а, проходящим по длинному прямолинейному проводнику в точке, удаленной от проводника на 10 см .

2. Определить напряженность магнитного поля, создаваемого током 20 а, проходящим по кольцевому проводнику радиусом 5 см в точке, расположенной в центре витка.

3. Определить магнитный поток, проходящий в куске никеля, помещенного в однородное магнитное поле напряженностью 500 а/м. Площадь поперечного сечения куска никеля 25 ом 2 (относительная магнитная проницаемость никеля 300).

4. Прямолинейный проводник длиной 40 см помещен в равномерное магнитное поле под углом 30°С к направлению магнитного поля. По проводнику проходит § ток 50 А. Индукция поля равна 5000 ее. Определять силу, с которой проводник выталкивается из магнитного поля.

5. Определить силу, с которой два прямолинейных, параллельно расположенных в воздухе проводника отталкиваются один от другого. Длина проводников 2 м , расстояние между ними 20 см . Токи в проводниках по 10 А.

1. На каком опыте можно убедиться, что вокруг проводника с током образуется магнитное поле?

2. Каковы свойства магнитных линий?

3. Как определить направление магнитных линий?

4. Что называется соленоидом и каково его магнитное поле?

5. Как определить полюсы соленоида?

6. Что называется электромагнитом и как определить его полюсы?

7. Что такое гистерезис?

8. Каковы формы электромагнитов?

9. Как взаимодействуют между собой проводники, по которым течет электрический ток?

10.Что действует на проводник с током в магнитном поле?

11.Как определить направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле?

12.На каком принципе основана работа электродвигателей?

13.Какие тела называются ферромагнитными?

Закон полного тока для магнитнго поля в вакууме.

Теорема о циркуляции вектора или закон полного тока для магнитного поля в вакууме формулируется следующим образом: циркуляция вектора по произвольному замкнутому контуру равна произведению магнитной постоянной на алгебраическую сумму токов, охватываемых этим контуром, т.е.

Где n – число проводников с токами, охватываемых контуром l произвольной формы.

Магнитное поле тороида и саленоида.

Магнитное поле на оси прямого длинного соленоида.

Соленоид представляет собой катушку, намотанную на цилиндрический каркас. Если длина соленоида много больше его диаметра, то такой соленоид называют длинным (в отличие от короткой катушки с противоположным соотношением размеров). Магнитное поле максимально внутри соленоида и направлено вдоль его оси. Вблизи оси соленоида магнитное поле можно считать однородным. Для нахождения напряженности магнитного поля на оси прямого длинного соленоида с помощью теоремы о циркуляции магнитного поля, выберем контур интегрирования, как показано на рис.10.5.

На участке 1-2 направление магнитного поля совпадает с направлением обхода контура, а его напряженность постоянна в силу однородности поля. На участках 2-3 и 4-1 вне соленоида проекция магнитного поля на направление обхода равна нулю. Наконец, на участке 3-4, удаленном достаточно далеко от соленоида, можно считать, что магнитное поле отсутствует.

С учетом сказанного имеем:

Но согласно теореме о магнитном напряжении этот интеграл равен , где N – число витков соленоида, сцепленных с контуром интегрирования. Следовательно

где через обозначено число витков на единицу длины соленоида.

Расчет магнитной индукции бесконечно длинного соленоида:

2) Магнитное поле на оси тороида.

Тороид представляет собой катушку, намотанную на каркас, имеющий форму тора. Магнитное поле тороида целиком сосредоточено внутри него и является неоднородным . Максимальное значение напряженность магнитного поля имеет на оси тороида.

Рис.10.6 . К расчету напряженности магнитного поля на оси тороида.

Для нахождения напряженности магнитного поля вблизи оси тороида применим теорему о циркуляции магнитного поля, выбрав контур интегрирования, как показано на рис.10.6.

.
С другой стороны, этот интеграл равен , откуда следует, что

Расчет магнитной индукции тороида:

Закон Ампера

Сила , с которой магнитное поле действует на элемент проводника с током, находящегося в магнитном поле, прямо пропорциональна силе тока I в проводнике и векторному произведению элемента длины проводника на магнитную индукцию :

Направление силы определяется по правилу вычисления векторного произведения, которое удобно запомнить при помощи правила левой руки.

Модуль силы Ампера можно найти по формуле:

где α — угол между векторами магнитной индукции и тока.

Сила dF максимальна когда элемент проводника с током расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции ():

Два бесконечных параллельных проводника в вакууме

Наиболее известным примером, иллюстрирующим силу Ампера, является следующая задача. В вакууме на расстоянии r друг от друга расположены два бесконечных параллельных проводника, в которых в одном направлении текут токи I 1 и I 2 . Требуется найти силу, действующую на единицу длины проводника.

Бесконечный проводник с током I 1 в точке на расстоянии r создаёт магнитное поле с индукцией:

(по закону Био — Савара — Лапласа).

Теперь по закону Ампера найдём силу, с которой первый проводник действует на второй:

По правилу буравчика, направлена в сторону первого проводника (аналогично и для , а значит, проводники притягиваются).

Модуль данной силы (r — расстояние между проводниками):

Интегрируем, учитывая только проводник единичной длины (пределы l от 0 до 1).

Законы Био – Савара – Лапласа и Ампера применяются для определения силы взаимодействия двух параллельных проводников с током. Рассмотрим два бесконечных прямолинейных проводника с токами I1 и I2 , расстояние между которыми равно а. На рис. 1.10 проводники расположены перпендикулярно чертежу. Токи в них направлены одинаково (из-за чертежа на нас) и обозначены точками. Каждый из проводников создает магнитное поле, которое действует на другой проводник. Ток I1 создает вокруг себя магнитное поле, линии магнитной индукции которого представляют собой концентрические окружности. Направлениеопределяется правилом правого винта, а его модуль по закону Био – Савара – Лапласа. Согласно проведенным выше расчетам модуль равен с
Тогда, согласно закону Ампера, dF1=I2B1dl или
и аналогично
. Н
аправление силы , с которой поле действует на участокdℓ второго проводника с током I 2 (рис.1.10), определяется по правилу левой руки (см. разд. 1.2). Как видно из рис.1.10 и расчетов, силы
одинаковы по модулю и противоположны по направлению. В нашем случае они направлены навстречу друг другу и проводники притягиваются. Если токи текут в противоположных направлениях, то возникающие между ними силы отталкивают проводники друг от друга. Итак, параллельные токи (одного направления) притягиваются, а антипараллельные (противоположных направлений) — отталкиваются. Для определения силы F, действующей на проводник конечной длины ℓ, необходимо проинтегрировать полученное равенство по ℓ от 0 до ℓ :
При магнитном взаимодействии выполняется закон действия и противодействия, т.е. третий закон Ньютона:

.

1.5. Действие магнитного поля на движущуюся заряженную частицу[email protected]

Как уже было отмечено, важнейшая особенность магнитного поля состоит в том, что оно действует только на движущиеся электрические заряды. В результате опытов было установлено, что любая заряженная частица, движущаяся в магнитном поле, испытывает действие силы F, которая пропорциональна величине магнитного поля в этой точке. Направление этой силы всегда перпендикулярно скорости движения частицы и зависит от угла между направлениями
. Эта сила называетсясилой Лоренца . Модуль данной силы равен
гдеq – величина заряда; v – скорость его движения; – вектор магнитной индукции поля; α – угол между векторами и . В векторной форме выражение для силы Лоренца имеет вид
.

Для случая когда скорость заряда перпендикулярна вектору магнитной индукции, направление данной силы определяется с помощью правила левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы векторвходил в ладонь, а пальцы направить вдоль (для q>0), то отогнутый под прямым углом большой палец укажет направление силы Лоренца для q>0 (рис.1.11, а). Для q

1.2. Взаимодействие проводников с током

Опыт показывает, что проводники, по которым текут электрические токи, взаимодействуют друг с другом. Так, например, два тонких прямолинейных параллельных проводника притягиваются друг к другу, если направления протекающих в них токов совпадают, и отталкиваются, если направления токов противоположны (рис. 2).

Рис. 2. Взаимодействие параллельных проводников с током.

Определяемая экспериментально сила взаимодействия проводников, отнесенная к единице длины проводника (т.е., действующая на 1м проводника) вычисляется по формуле:

,

где и – силы токов в проводниках, – расстояние между ними в системе СИ, — так называемая, магнитная постоянная ().

Связь между электрической и магнитной постоянными определяется соотношением:

где = 3·10 8 м/с – скорость света в вакууме.

На основании эмпирической формулы для установлена единица силы тока в системе СИ – Ампер (А).

Ампер – сила такого неизменяющегося тока, который, проходя по двум прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызывает силу взаимодействия между ними, равную 2·10 -7 Н на 1 м длины.

Итак, при протекании электрического тока по проводнику в окружающем его пространстве происходят какие-то изменения, что заставляет проводники с током взаимодействовать, а магнитную стрелку вблизи проводника с током поворачиваться. Таким образом, мы пришли к выводу, что взаимодействие между магнитами, проводником и током, между проводниками с током осуществляется посредством материальной среды, получившей название магнитного поля. Из опыта Эрстеда следует, что магнитное поле имеет направленный характер, поскольку угол поворота стрелки зависит от величины и направления протекающего тока. Это подтверждается также и опытами по взаимодействию проводников с током.

1.3. Индукция магнитного поля

Рассмотрим взаимодействие прямого проводника с током с магнитным полем подковообразного магнита. В зависимости от направления тока проводник втягивается или выталкивается из магнита (рис. 3).

Рис. 3. Взаимодействие прямого проводника с током с магнитным полем подковообразного магнита.

Мы пришли к заключению, что на проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила. Причем эта сила зависит от длины проводника и величины протекающего по нему тока, а также от его ориентации в пространстве. Можно найти такое положение проводника в магнитном поле, когда эта сила будет максимальной. Это и позволяет ввести понятие силовой характеристики магнитного поля.

Силовой характеристикой магнитного поля является физическая величина, определяемая в данном случае как

,

Она получила название индукции магнитного поля. Здесь — максимальная сила, действующая на проводник с током в магнитном поле,— длина проводника,— сила тока в нем.

Единица измерения вектора магнитной индукции – тесла .

1 Тл – индукция такого магнитного поля, которое действует с силой 1 Н на каждый метр длины прямолинейного проводника, расположенного перпендикулярно направлению поля, если по проводнику течет ток 1 А:

Индукция магнитного поля – величина векторная. Направление вектора магнитной индукции в нашем случае связано с направлениямииправилом левой руки (рис. 4):

если вытянутые пальцы направить по направлению тока в проводнике, а силовые линии магнитного поля будут входить в ладонь, то отогнутый большой палец укажет направление силы , действующей на проводник с током со стороны магнитного поля.

Рис. 4. Правило левой руки

Численное значение вектора можно определить и через момент сил, действующих на рамку с током в магнитном поле:

,

— максимальный вращательный момент, действующий на рамку с током в магнитном поле, — площадь рамки,— сила тока в ней.

За направление вектора в этом случае (рис. 5) принимается направление нормали к плоскости витка, выбранное так, чтобы, глядя навстречу , ток по витку протекал бы против часовой стрелки.

Единица измерения вектора магнитной индукции – тесла .

За направление вектора в этом случае (рис. 5) принимается направление нормали к плоскости витка, выбранное так, чтобы, глядя навстречу , ток по витку протекал бы против часовой стрелки.

Рис. 5. Ориентирующее действие магнитного поля на рамку с током.

Силовые линии магнитного поля (линии индукции магнитного поля) – это линии, в каждой точке которых вектор направлен по касательной к ним.

Модуль магнитной индукции пропорционален густоте силовых линий, т.е. числу линий, пересекающих поверхность единичной площади, перпендикулярную этим линиям.

В таблице 1 приведены картины силовых линий для различных магнитных полей.

Так, например, направление линий магнитной индукции прямого провода с током определяется по правилу буравчика (или «правого винта»):

если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции.

Таким образом, силовые линии магнитного поля бесконечного прямого проводника с током представляют собой концентрические окружности, лежащие в плоскости, перпендикулярной проводнику. С увеличением радиуса r окружности модуль вектора индукции магнитного поля уменьшается.

Для постоянного магнита за направление силовых линий магнитного поля принято направление от северного полюса магнита N к южному S.

Картина линий индукции магнитного поля для соленоида поразительно похожа на картину линий индукции магнитного поля для постоянного магнита. Это навело на мысль о том, что внутри магнита имеется много маленьких контуров с током. Соленоид тоже состоит из таких контуров – витков. Отсюда и сходство магнитных полей.

Тест с ответами: «Индукция»

1. Проволочная рамка находится в однородном магнитном поле. Электрический ток возникает когда:
а) рамку поворачивают вокруг одной из ее сторон +
б) рамку двигают поперек линий магнитного поля
в) рамку двигают вдоль линий магнитного поля

2. Магнитная стрелка, расположенная вблизи прямого проводника с током, повернулась на 180°. Это могло произойти вследствие того, что:
а) в проводнике изменилась сила тока
б) в проводнике изменилось направление тока +
в) магнитная стрелка перемагнитилась

3. Два параллельных провода, по которым протекают токи в противоположных направлениях:
а) притягиваются
б) сначала притягиваются, затем отталкиваются
в) отталкиваются +

4. Рассчитайте индуктивность соленоида, если ток, текущий в соленоиде изменяется по закону I(t) = (1 – 0.2t) A. При этом возникает ЭДС самоиндукции εiS=0,02 B.(Ответ запишите в мГн):
а) 1
б) 100 +
в) 10

5. Чему равно изменение магнитного потока через виток, если катушка содержит n = 2000 витков и за время Δt = 0,1 c в ней возникает ЭДС индукции 20 В.:
а) 2 мВб
б) 1 Вб
в) 1 мВб +

6. Энергия магнитного поля катушки, если силу тока увеличить в 2 раза, а количество витков в обмотке увеличить в 3 раза, изменится таким образом:
а) увеличиться в 6 раз
б) увеличиться в 36 раз +
в) увеличиться в 12 раз

7. Единицей э/м индукции является:
а) кг/(А*с2) +
б) Н/(А*см)
в) г/(А*с2)

8. Как называют возникающий при электромагнитной индукции ток:
а) электрическим
б) индукционным +
в) постоянным

9. Явление электромагнитной индукции открыл:
а) Ампер
б) Эрстед
в) Фарадей +

10. Закон электромагнитной индукции выражается этой формулой:
а) ε = vBlsinα
б) ε = -∆Ф/∆t +
в) ε = Ι(R+r)

11. Фарадей обнаружил, что в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного поля возникает так называемый индукционный ток в этом году:
а) 1841 г.
б) 1851 г.
в) 1831 г. +

12. Какое название носит линия, в любой точке которой вектор магнитной индукции направлен по касательной:
а) линией тока
б) линией магнитной индукции +
в) линией магнитного поля

13. Измерение 1 тесла (Тл) имеет данная физическая величина:
а) магнитная индукция +
б) магнитный поток
в) ЭДС

14. Магнитная индукция относится к такой физической величине:
а) скалярная
б) линейная
в) векторная +

15. Железные опилки в магнитном поле прямого тока располагаются таким образом:
а) образуют замкнутые кривые вокруг проводника с током +
б) располагаются беспорядочно
в) располагаются вдоль проводника с током

16. Источником магнитного поля является:
а) покоящаяся заряженная частица
б) движущаяся заряженная частица +
в) любое движущееся тело

17. Два параллельных провода, по которым протекают токи в одном направлении:
а) притягиваются +
б) отталкиваются
в) не взаимодействуют

18. Один раз полосовой магнит падает сквозь неподвижный металлический контур южным полюсом вниз, а второй раз – северным полюсом вниз. Ток в контуре:
а) возникает только в 1-ом случае
б) возникает только во 2-ом случае
в) возникает в обоих случаях +

19. В замкнутый контур в течение первых 3-х секунд вдвигают магнит, в течение следующих 3-х секунд магнит покоится, в течение последующих 3-х секунд его вынимают из контура. Промежутки времени, когда в катушке течет ток:
а) 0 – 3 с
б) 0 – 6 с
в) 0 – 3 с и 6 – 9 с +

20. Что происходит с двумя параллельными проводами, по которым протекают токи в одном направлении:
а) притягиваются +
б) не взаимодействуют
в) отталкиваются

21. Две одинаковые катушки замкнуты на гальванометры. В первую катушку вдвигают полосовой магнит, из второй – вынимают такой же магнит. Гальванометр фиксирует индукционный ток:
а) только в первой катушке
б) только во второй катушке
в) в обеих катушках +

22. Что происходит с двумя параллельными проводами, по которым протекают токи в противоположных направлениях:
а) не взаимодействуют
б) отталкиваются +
в) притягиваются

23. В основе создания генераторов электрической энергии:
а) явление электромагнитной индукции +
б) генерирование электромагнитных волн
в) создание электромагнита

24. Отрасль науки и практики, получившие бурное развитие в связи с открытием явления электромагнитной индукции:
а) электротехника +
б) механика
в) лазерная техника

25. Отрасль науки и практики, получившие бурное развитие в связи с открытием явления электромагнитной индукции:
а) механика
б) лазерная техника
в) радиотехника +

26. Прибор для измерения небольших по величине постоянных токов:
а) барометр
б) гальванометр +
в) термометр

27. Как называется явление, когда при вдвигании в катушку постоянного магнита в ней возникает электрический ток:
а) электромагнитная индукция +
б) электростатическая индукция
в) самоиндукция

28. Скоростью изменения магнитного потока через контур определяется:
а) индуктивность контура
б) ЭДС индукции +
в) магнитная индукция

29. Какова индуктивность контура, если сила тока, равная 1 А, создает в контуре магнитный поток в 1 Вб.:
а) 1 Генри +
б) 1 Тесла
в) 1 Вебер

30. Укажите, какова энергия магнитного поля катушки индуктивностью 2 Гн, при силе тока в ней 200 мА:
а) 0,4 Дж
б) 400 Дж
в) 0,04 Дж +