ГРУППА 203. ФИЗИКА. ТЕМА «ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПРОВОДНИКОВ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ, МАГНИТНЫЙ ПОТОК»

 

Неподвижные электрические заряды создают вокруг себя электрическое поле. Движущиеся заряды создают вокруг себя электрическое поле и магнитное поле

. Взаимодействие токов

 Между неподвижными электрическими зарядами действуют силы, которые можно определить по закону Кулона. Каждый из зарядов создает свое электрическое поле, которое действует на другой заряд. Взаимодействия между направленно движущимися электрическими зарядами (например, в проводниках с электрическим током) называют магнитными. А силы, с которыми проводники с током действуют друг на друга, называют магнитными силами.  

Если параллельно расположенные проводники соединить так, чтобы в них: 

- . возникли токи одинакового направления, то проводники начнут притягиваться друг к другу; 

- возникли токи противоположного направления, то проводники начнут отталкиваться друг от друга

  Магнитное поле

 В пространстве, окружающем движущиеся заряды (или электрические токи) возникает поле, называемое магнитным. Электрический ток в проводнике создает вокруг себя магнитное поле, которое действует на ток в другом проводнике. А поле, созданное электрическим током второго проводника, действует на первый. Магнитное поле - это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами.

 Свойства магнитного поля:

1. магнитное поле порождается электрическим током (направленно движущимися зарядами).

2. магнитное поле обнаруживается по действию на электрический ток (на движущиеся заряды).

  Замкнутый контур с током в магнитном поле

1. Однородное магнитное поле оказывает на рамку ориентирующее действие. Если подвесить на гибких проводах плоскую рамку с током между полюсами магнита (т.е. в однородном магнитном поле), то рамка будет поворачиваться до тех пор, пока ее плоскость не установится перпендикулярно линии, соединяющей полюсы магнита.

 2. В неоднородном магнитном поле рамка, кроме поворачивания, будет двигаться поступательно, притягиваясь к проводнику с током или отталкиваясь от него. Если подвесить рамку с током рядом с проводником тока, то рамка тоже поворачивается и располагается так, что провод оказывается в плоскости рамки, а кроме того, в зависимости от направления токов в проводнике и рамке, притягиваться или отталкиваться от него. При изменении направления тока в проводе рамка повернется на 180°.

 

Движущиеся заряды (электрический ток) создают магнитное поле. Вокруг любых направленно движущихся зарядов возникает магнитное поле. Оно также появляется, если в пространстве существует электрическое поле, изменяющееся со временем. Магнитное поле обнаруживается по действию на электрический ток.

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.

. Магнитный поток

Магнитный поток - это характеристика магнитного поля, которая зависит от вектора магнитной индукции во всех точках поверхности, ограниченной плоским замкнутым контуром. Есть плоский замкнутый проводник (контур), ограничивающий поверхность площадью S и помещенный в однородное магнитное поле.

Нормаль (вектор, модуль которого равен единице) к плоскости проводника составляет угол α с направлением вектора магнитной индукции.

 Магнитным потоком Ф (потоком вектора магнитной индукции) через поверхность площадью S называют величину, равную произведению модуля вектора магнитной индукции на площадь S и косинус угла α между векторами и : равен Ф = BScos α ,

где Вcos α = Вn - проекция вектора магнитной индукции на нормаль к плоскости контура. Поэтому Ф = BnS.  Магнитный поток тем больше, чем больше Вn и S. Магнитный поток зависит от ориентации поверхности, которую пронизывает магнитное поле.

Магнитный поток графически можно истолковать как величину, пропорциональную числу линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность площадью S.

Единицей магнитного потока является вебер. Магнитный поток в 1 вебер (1 Вб) создается однородным магнитным полем с индукцией 1Тл через поверхность площадью 1м², расположенную перпендикулярно вектору магнитной индукции.             Задание:   Ответьте на вопросы теста

1 вариант

1. Как взаимодействуют два параллельных проводника, если электрический ток в них протекает в одном направ­лении?

А. Сила взаимодействия равна нулю.
Б. Проводники притягиваются.
В. Проводники отталкиваются.

2. С какой силой взаимодействует каждый метр длины двух параллельных проводников бесконечной длины и ничтожно малого сечения, расположенных на расстоя­нии 1 м один от другого в вакууме, если сила тока в про­водниках равна 2 А?

А. 8 ⋅ 10^-7 Н
Б. 10^-7 Н
В. 2 ⋅ 10^-7 Н

3. Контур АВСD находится в однород­ном магнитном поле (рис. 31), линии индукции которого направлены перпен­дикулярно плоскости чертежа от нас.

Магнитный поток через контур будет менять­ся, если контур…

А. движется в однородном магнитном поле в плоскости рисунка влево;
Б. движется в плоскости рисунка вверх;
В. поворачивается вокруг стороны АВ.

4. Два электрона движутся на расстоянии r друг от дру­га, как показано на рисунке 32. Сравните силу их взаи­модействия при движении с силой их взаимодействия в покое на том же расстоянии друг от друга.

А. Сила взаимодействия электронов при движении больше.
Б. Сила взаимодействия электронов при движении меньше.
В. Силы в обоих случаях равны.

5. Рамку, площадь которой равна 0,5 м², пронизывают линии индукции магнитного поля под углом 30° к плос­кости рамки. Чему равен магнитный поток, пронизываю­щий рамку, если индукция магнитного поля 4 Тл? 

  

 М