5.81M

Category:

physics

3.7 Магнитное поле

1.

Учебная дисциплина ОУП.11 Физика
Тема: 3.7 Магнитное поле
Специальность: 34.02.01 Сестринское дело
Преподаватель: Зенкина О.Н.

Тема
Цель изучения
Задачи
Объекты оценивания
Кол-во
ак.
часов
Раздел 2. Молекулярная физика и термодинамика
3.7 Магнитное
поле
Создать
условия 1. Изучить:
для
личностной
а) понятия магнитное поле, вектор
самореализации
магнитной индукции, линии
каждого
магнитной индукции; особенности
обучающегося
в
построения силовых линий
процессе
магнитного поля для постоянных
актуализации
магнитов, магнитного поля прямого
ранее изученного
проводника с током, магнитного
материала
и
поля замкнутого кольцевого
освоения
новой
проводника с током, магнитного
темы,
поля катушки-соленоида;
способствовать
б) формулы для силы Ампера и силы
развитию
Лоренца;
личностных,
в) правило левой руки для
учебнонахождения направления силы
познавательных,
Ампера и силы Лоренца; правило
коммуникативных
правой руки для нахождения
компетенций.
направления вектора магнитной
индукции.
2.Ознакомиться с:
опытами Эрстеда и Ампера.
Аргументированные
ответы
на
вопросы
преподавателя
Аргументированные
ответы
на вопросы
преподавателя
в
ходе
дискуссии
Аргументированные
ответы
на вопросы
преподавателя
в
ходе
дискуссии
3. Сформировать навыки решения задач Решение задач по теме
по теме: «Магнитное поле» «Сила
урока
Ампера», «Сила Лоренца»
Решение тестовых заданий
2 ак.
часа

3.

План занятия
№
Этап занятия / содержание занятия
Время * (указываем
время исходя из
содержания занятия)
1.
Организационный момент
3-5 минут
2.
Целеполагание
3-5 минут
3.
Актуализация опорных знаний (входной
контроль, проверка домашнего задания)
10 минут
4.
Мотивация учебной деятельности
5 минут
5.
Изучение нового материала
30- 40 минут
6.
Обобщение и систематизация
знаний/Освоение и закрепление
практических умений).
15-20 минут
7.
Подведение итогов занятия
5 минут
8.
Рефлексия.
5 минут
9
Домашнее задание (решение теста)
15 минут

4.

Содержание темы
№
Содержание темы
1.
Постоянные магниты. Взаимодействие постоянных магнитов.
Магнитное поле. Опыт Эрстеда. Взаимодействие проводников с
током (опыт Ампера). Вектор магнитной индукции. Принцип
суперпозиции магнитных полей
2.
Линии магнитной индукции. Картина линий магнитной индукции:
поля постоянных магнитов, длинного прямого проводника с током,
замкнутого кольцевого проводника, катушки с током
3.
Сила Ампера, её модуль и направление
4.
Сила Лоренца, её модуль и направление. Движение заряженной
частицы в однородном магнитном поле. Работа силы Лоренца

5.

3.6 Магнитное поле
1. Постоянные магниты. Взаимодействие постоянных
магнитов. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции
Людям с давних пор известны постоянные
магниты – тела специальной формы (подкова, брусок,
стрелка), изготовленные из магнитного железняка
(природное ископаемое):
Рис.1. Притяжение
металлических тел
естественным
магнитом
Рис.2. Постоянные магниты

6.

Постоянные магниты
Магнитом называют тело из
предварительно намагниченного материала,
способного длительное время сохранять
намагниченность.
Вблизи полюсов, отступив от краев магнита, при
решении задач считаем магнитное поле однородным
(силовые линии практически параллельны)

7.

Постоянный магнит имеет 2 полюса: северный (N)
и южный (S), расположенные на его концах.
Постоянные магниты притягивают железо и другие
ферромагнетики, а также взаимодействуют с друг
другом:
Рис.3. Полюсы магнита.
Если магнит разрезать, то каждая
из частей станет двухполюсным
магнитом.
Рис.4. Разноимённые полюса
притягиваются, одноимённые
полюса отталкиваются.
Взаимодействие
осуществляется за счёт
магнитных полей.
Рис.5. Взаимодействие
магнитных стрелок.

8.

Несмотря на то, что магнитные
явления были известны еще в
древнем мире, компас был изобретен
более 4500 лет тому назад: он
появился в Европе приблизительно в
XII веке новой эры. Однако, только в
XIX веке была обнаружена связь
между электричеством и магнетизмом
и возникло представление о
магнитном поле.

9.

Первыми экспериментами, показавшими,
что между электрическими и магнитными
явлениями имеется глубокая связь, были
опыты датского физика Ханса
Кристиана Эрстеда (1820 г.).
В том же году французский физик
Андре-Мари Ампер наблюдал
силовое взаимодействие двух проводников
с токами и установил закон взаимодействия
токов.

10.

Влияние электрического тока на магнитную
стрелку обнаружил датский физик
Ханс Кристиан Эрстед.
Во время лекции об электричестве и магнетизме
он заметил, что магнитная стрелка компаса
уклоняется от своего направления.
Эрстед долго размышлял над этим странным
явлением: экспериментировал со стрелками и
железными опилками, которые в момент
замыкания располагались кругами около провода.
Наконец в 1820 году он установил связь между
магнетизмом и электричеством.

11.

1820 г. X. Эрстед
1. Магнитное поле представляет
собой особую форму материи.
2. Магнитное поле
порождается током, т. е.
движущимися
электрическими зарядами.
3. Магнитное поле
обнаруживается по действию
на магнитную стрелку и на
движущиеся электрические
заряды (токи).
4. Магнитное поле вихревое

12.

Ханс Кристиан Эрстед
(1777-1851)
Идея взаимосвязи между различными
явлениями природы — характерная черта
научного творчества Эрстеда, в частности
онДатский
один из первых
мысль
физиквысказал
, непременный
секретарь
о взаимосвязи
между светом
Датского королевского
об-ва (с 1815 г.).
Р.
и электромагнетизмом.
в Рудкёбинге (о. Лангеланн).
Экспериментально
изучал
Окончил
Копенгагенский ун-т
(1797 г.). С 1806г.
сжимаемость
жидкостей
и газов, изобрел
— профессор
этого университета,
с 1829 г.
пьезометр
(1822 директор
г.), проводил
исследования
одновременно
Копенгагенской
пополитехнической
акустике, в частности
школы.пытался обнаружить
возникновение электрических явлений за счет
звука.
Был блестящим лектором
и популяризатором, организовал в 1824 г.
Общество по распространению
естествознания, создал первую в Дании
физическую лабораторию, способствовал
улучшению преподавания физики в учебных
заведениях страны.
Интересы Эрстеда касались
и философии. Почетный член многих
академий наук, в частности Петербургской АН
(с 1830 г.).

13.

Французский физик и математик, один из
основоположников новой области физики—
электродинамики— Андре-Мари Ампер
родился в городе Лионе. Он получил
разностороннее образование: изучал
иностранные языки, математику,
естественные науки.
В 1801 г. Ампер возглавил кафедру физики
в Центральной школе в г. Бурк-ан-Брес,
а в 1805 г. получил место репетитора
в Политехнической школе в Париже. Ампер
различает два понятия — ток и напряжение,
устанавливает направление тока в замкнутой
цепи. А.Ампер открыл (1820 г.) механическое
взаимодействие токов (параллельные
проводники с токами, текущими в одном
направлении, притягиваются,
а в противоположном — отталкиваются)
и установил закон этого взаимодействия.
Андре Мари Ампер
(1775-1836)

14.

• Магнитное поле. Вектор индукции магнитного поля
Между неподвижными электрическими зарядами
действуют силы, определяемые законом Кулона.
Согласно теории близкодействия, каждый из зарядов
создаёт электрическое поле, которое действует на
другой заряд. Однако, между электрическими зарядами
могут действовать силы иной природы. Их можно
обнаружить на опыте, аналогичном опыту Ампера:
а)
б)
в)
Рис.6 (а, б, в). Взаимодействие проводников с током

15.

На рис. 6а притяжения между проводниками нет т.к.
заряд, полученный от источника очень мал.
На рис. 6б: в случае токов разных направлений
проводники отталкиваются, на рис. 6в в случае токов
одного направления проводники притягиваются.
Ток- это направленное действие электрических
зарядов→взаимодействие проводников зависит
от направления их движения.
Магнитными
силами называются
силы, с которыми
проводники с током
действуют друг
на друга.
F12 сила, действующая со стороны
проводника1 на проводник 2;
F21 сила, действующая со стороны
проводника 2 на проводник1;

16.

Сила, с которой магнитное поле действует
на находящийся в нем проводник с током, называется
силой Ампера.
F12 сила, действующая со стороны
проводника1 на проводник 2;
F21 сила, действующая со стороны
проводника 2 на проводник1;

17.

По современным представлениям, проводники
с током оказывают силовое действие друг на
друга не непосредственно, а через окружающие
их магнитные поля.
Ученые XIX века пытались создать
теорию магнитного поля по аналогии с
электростатикой, вводя в рассмотрение так
называемые магнитные заряды двух
знаков (например, северный N и южный S
полюса магнитной стрелки). Однако, опыт
показывает, что изолированных магнитных
зарядов не существует.

18.

Магнитное поле –
силовое поле,
являющееся составной
частью электромагнитного
поля.

19.

Источники МП
Постоянный
магнит
Движущийся
электрический
заряд

20.

Магнитное поле токов принципиально
отличается от электрического поля!
Магнитное поле, в отличие
от электрического, оказывает
силовое действие только
на движущиеся заряды (токи).

21.

Как обнаружить магнитное поле?
Внести в исследуемое пространство:
- проводник с током;
- постоянный магнит (магнитная
стрелка);
- железные опилки.

22.

Действие магнитного поля
на движущийся
заряд
на проводник
с током
сила Лоренца
сила Ампера

23.

Для описания магнитного поля
вводится силовая характеристика
магнитного поля, аналогичная
вектору напряженности
электрического поля E .
Такой характеристикой является
вектор магнитной индукции B .

24.

Вектор магнитной индукции B
- основная характеристика магнитного поля
Векторную характеристику магнитного поля называют
вектором магнитной индукции.
За направление вектора магнитной индукции
принимается направление, которое показывает
северный полюс N магнитной стрелки, свободно
устанавливающийся в магнитном поле:
(см.рис.7а)
S
B N
B
Линии магнитной индукции всегда замкнуты, они нигде
не обрываются. Это означает, что магнитное поле
не имеет источников – магнитных зарядов. Силовые поля,
обладающие этим свойством, называются вихревыми.

25.

Это направление совпадает с направлением
положительной нормали к замкнутому контуру с
током (рис. 7б). Положительная нормаль
перемещается в ту же сторону, что и буравчик
с правой нарезкой, если вращать его по направлению
тока в рамке (рис. 7в).
Если магнитное поле создано
несколькими источниками, то оно
подчиняется принципу
суперпозиции полей:
B B1 B2 B3 ... Bn
Рис.7 (а, б, в).
Направление вектора
магнитной индукции
(1)

26.

• Линии магнитной индукции
(магнитные силовые линии)
– векторные линии, касательные к которым
в любой их точке совпадают с направлением
вектора магнитной индукции B в данной точке
поля (аналогично силовым линиям
в электростатике).
В
В
В
В

27.

B
B
B
Графически направление магнитной индукции часто указывается
магнитными линиями: направление магнитной линии в каждой
точке
совпадает с направлением вектора магнитной индукции B в этой точке.

28.

• Линии магнитной индукции прямолинейного
проводника с током
Для прямолинейного проводника с током
линии магнитной индукции – концентрические
окружности, лежащие в плоскости,
перпендикулярной этому проводнику:
Рис.8. Магнитное поле прямолинейного проводника с током

29.

ПРАВИЛО ПРАВОЙ РУКИ (первое)
– правило, определяющее направление
силовых линий магнитного поля прямого
тока:
если правой рукой
мысленно обхватить
проводник так, чтобы
большой палец был
направлен по току, то
четыре пальца покажут
направление силовых
линий магнитного поля,
создаваемого этим током.

30.

ПРАВИЛО БУРАВЧИКА
– правило, определяющее направление
силовых линий магнитного поля прямого
тока:
если буравчик с правой
резьбой ввинчивать по
направлению тока в
проводнике, то
направление вращения
рукоятки буравчика
совпадет с направлением
силовых линий магнитного поля,
создаваемого этим током.

31.

32.

• Линии магнитной индукции поля катушки
с током (соленоида)
Если длина соленоида много больше его
диаметра, то магнитное поле внутри соленоида
можно считать однородным. Линии магнитной
индукции такого поля параллельны и находятся
на равных расстояниях друг от друга.
B
I
I
Рис.9. Магнитное поле катушки-соленоида

33.

ПРАВИЛО ПРАВОЙ РУКИ ( второе)
– правило, определяющее направление
силовых линий магнитного поля
катушки с током:
если ладонью правой рукой
мысленно обхватить
катушку, направив четыре
пальца по току в витках, то
отставленный большой
палец укажет направление
силовых линий магнитного
поля, создаваемого этим
током.
N
S

34.

B
B
B
B
Линии магнитной индукции полей постоянного магнита и катушки с
током. Индикаторные магнитные стрелки ориентируются по
направлению касательных к линиям индукции.

35.

Магнитные силовые линии либо
замкнуты, либо выходят из
бесконечности и уходят в
бесконечность, либо, не имея ни
начала, ни конца и не будучи
замкнутыми, плотно заполняют
какую-либо поверхность.

36.

• Линии магнитной индукции поля Земли
Линии магнитной индукции поля Земли подобны
линиям магнитной индукции поля соленоида.
Магнитный северный полюс N близок к Южному
географическому полюсу, а магнитный южный полюс
S – к Северному географическому полюсу.
Ось такого большого
магнита составляет с осью
вращения Земли угол 11,5о.
Периодически полюса
меняют свою полярность.
Последняя смена
произошла 30 000 лет назад.
Рис.10. Магнитное поле Земли

37.

Картину линий магнитной индукции можно сделать
видимой, если воспользоваться металлическими
Магнитное
опилками:
Магнитное
поле
прямого
проводника
с током
Магнитное
поле
кругового
витка
с током
поле катушки
с током
Магнитное
поле
полосового
магнита
Рис.11. Примеры картин магнитного поля. В магнитном поле каждый
кусочек железа ведёт себя как маленькая магнитная стрелка.
Большое количество опилок позволяет выяснить расположение
линий магнитной индукции.

38.

3. Сила Ампера, её модуль и направление
Магнитное поле действует на все участки
проводника с током. Зная силу, действующую на
каждый малый участок проводника, можно вычислить
силу, действующую на замкнутый проводник с током.
Закон, определяющий силу, действующую на
отдельный небольшой участок проводника был
установлен в 1820 г. Андре Ампером. Т.к. создать
обособленный участок тока нельзя, то Ампер
проводит опыты с замкнутыми проводниками.
Меняя форму проводников и их расположение,
он сумел установить выражение для силы,
действующей на отдельный элемент тока.
Действие магнитного поля на проводник с током
можно рассмотреть на установке, где свободно
подвешенный горизонтально проводник находится
в поле постоянного подковообразного магнита:

39.

Поле магнита сосредоточено в основном между его
полюсами, поэтому магнитная сила действует в
основном только на часть проводника длиной l ,
расположенную
непосредственно между полюсами.
Сила F измеряется с помощью специальных весов,
которые соединяют с проводником двумя
стерженьками. Сила F направлена горизонтально.
Максимальная сила,
действующая на отрезок
проводника длиной l ,
по которому идёт ток,
прямо пропорциональна
произведению силы тока
I на длину участка l :
Fmax I l
Рис. 12. Действие магнитного поля на проводник с током

40.

Fmax
Отношение I l не зависит ни от силы тока
в проводнике, ни от длины участка проводника→это
отношение можно принять за характеристику
магнитного поля в том месте, где расположен участок
проводника длиной l .
Модуль вектора магнитной индукции определяется
отношением максимальной силы Fmax , действующей
со стороны магнитного поля на отрезок проводника
с током, к произведению силы тока I на длину этого
отрезка l :
(2)
Fmax
Н
B B
B 1
1 Тл Тесла
I l
А м
За единицу модуля вектора магнитной индукции можно
принять магнитную индукцию однородного поля,
в котором на отрезок проводника длиной 1 м при силе
тока в нём 1 А действует со стороны поля
максимальная сила Fmax 1 Н .

41.

Никола Тесла (1856-1943) (Сербия)
Великий изобретатель XIX
(а также и XX) века, открытия
которого легли в основу всей
современной электроэнергетики.
Никола
Тесла, несмотря
на ряд трудностей,
Его достижения
колоссальны.
связанных
с местом
рождения
(глушь),
Это целый
каскад
изобретений,
образованием (посредственное: сельская
возникающих
одно за другим,
школа,
а затем - политехнический
институт в
Граце
/незаконченный/)
и непониманию
очень
быстро, подобно
родителя, - все же пробился и вышел на Путь.
фейерверку.
Индукционный двигатель, асинхронная машина, трехфазные и
В 1883 г, в возрасте 27 лет он поступает на работу в
многофазные трансформаторы, однопроводная линия, беспроволочная
электротехническую
компанию
Страсбурге,
а вскоре,
передача
энергии, радио Теслы
- здесь онввпереди
и Попова
и Маркони,
уезжает в Америку,
где(яхта
попадает
лабораторию
самого
телеуправление
и автоматика
на озерев New
York). И далее:
высоковольтные
резонансные
трансформаторы
сразу же обнаружение
Эдисона. Здесь
он быстро
превзошели учителя
и уже год
электронных
потоковсамостоятельность.
и Х-лучей, люминесцентные лампы, открытие
спустя, обрел
биологического влияния ЭМ полей (в частности, на работу мозга) и т.д.

42.

• Модуль
силы Ампера
Пусть B составляет угол c направлением отрезка
проводника с током (элементом тока). Опыт
показывает, что магнитное поле, вектор индукции
которого направлен вдоль проводника с током не
оказывает никакого действия на ток. Модуль силы
зависит лишь от составляющей B , перпендикулярной
проводнику, т.е. Bперп. B sin и не зависит от
составляющей Bпар. параллельной проводнику.
Максимальная сила Ампера:
Fmax I l B
при
2
Рис. 13. Вектор магнитной индукции B составляет угол
с направлением тока I

43.

При произвольном значении угла сила
пропорциональна не B, а Bперп. B sin , поэтому
выражение для силы F примет вид:
Закон
Ампера:
F I B l sin
(3)
I сила тока в проводнике , А ;
B вектор индукции магнитного поля, Тл ;
l длина проводника , м ;
угол, между направлением B
и направлением тока в проводнике.

44.

Закон Ампера: Модуль силы Ампера равен
произведению силы тока, модуля вектора магнитной
индукции, длины отрезка проводника и синуса угла
между направлениями вектора магнитной индукции и
элемента тока.
• Направление силы Ампера
В рассмотренном примере
вектор F перпендикулярен
элементу тока и вектору B . Его направление
определяется правилом левой руки:
Рис. 14. Направление силы,
действующей на отрезок
проводника:
перпендикулярная
составляющая вектора B
«входит в ладонь», 4 пальца
«по току»→отогнутый на 90
градусов большой палец
показывает направление
силы Ампера.

45.

ПРАВИЛО ЛЕВОЙ РУКИ
– правило для определения направления
силы, действующей на проводник с
током в магнитном поле.
Если расположить левую
ладонь так, чтобы четыре
вытянутых пальца
указывали направление тока
в проводнике, а силовые
линии магнитного поля
входили в ладонь, то
отставленный большой
палец покажет направление
силы, действующей
на проводник с током.

46.

4. Сила Лоренца, её модуль
и направление. Движение заряженной
частицы в однородном магнитном
поле. Работа силы Лоренца
Электрический ток – это
направленно движущиеся
заряженные частицы. Поэтому
действие магнитного поля на
проводник с током есть результат
действия поля на движущиеся
заряженные частицы внутри
проводника. Найдём силу,
действующую на одну частицу.
Силой Лоренца называют силу,
действующую на движущуюся
заряженную частицу со стороны
магнитного поля.
Хендрик Лоренц
(1853-1928) –
основатель
электронной
теории строения
вещества
(Голландия)

47.

Модуль
силы Лоренца равен отношению модуля
силы F , действующей на участок проводника
длиной l , к числу N заряженных частиц,
упорядоченно движущихся на этом участке
проводника:
F
FЛ q v B sin
N
q заряд частицы, Кл ;
B вектор индукции магнитного поля, Тл ;
v скорость частицы, м / с ;
угол, между вектором скорости v
и вектором магнитной индукции B.
(4)

48.

Сила Лоренца перпендикулярна векторам v и B .
Её направление определяется с помощью того же
правила левой руки, что и направление силы Ампера:
если левую руку расположить
так, чтобы составляющая
магнитной индукции B ,
перпендикулярная скорости
заряда входила в ладонь,
а 4 пальца были направлены
по направлению скорости
движения положительного
заряда (против скорости
Рис. 15. Направление силы Лоренца,
отрицательного), то отогнутый
действующей на положительный
заряд: перпендикулярная
на 90 градусов большой палец
составляющая вектора «входит
в ладонь», 4 пальца «по направлению
покажет направление
скорости»→отогнутый на 90
действующей
на заряд силы
градусов большой палец показывает
направление силы Лоренца.
Лоренца FЛ .

49.

50.

Электрическое поле действует на заряд q с силой
Fэл q E
Значит, если есть и электрическое
и магнитное поле,
то суммарная сила F , действующая на заряд, равна:
F Fэл FЛ
Т.к. сила Лоренца перпендикулярна скорости частицы,
то она не совершает работы. Согласно теореме об
изменении кинетической энергии Aвсех EК EК 2 EК 1
сил
AF 0
это означает, что сила Лоренца не меняет
кинетическую энергию частицы и, следовательно,
модуль скорости частицы. Под действием силы
Лоренца меняется лишь направление скорости
частицы.
Л

51.

• Движение заряженной частицы в однородном
магнитном поле
Рассмотрим движение частицы с зарядом q
в однородном магнитном поле B , направленном
перпендикулярно
вектору начальной скорости
частицы v .
Рис. 16. Положительно
заряженная частица
движется в однородном
магнитном поле B ,
направленном
перпендикулярно вектору
начальной скорости v
Сила Лоренца зависит от модулей
векторов скорости и индукции
магнитного поля. Т.к. магнитное поле
не меняет модуль скорости
движущейся частицы, то остаётся
неизменным и модуль силы Лоренца.
Эта сила перпендикулярна скорости
и, следовательно, определяет
центростремительное ускорение
частицы, движущейся с постоянной
по модулю скоростью, это означает,
что частица равномерно движется
по окружности радиусом r.
Найдём этот радиус.

52.

1) Т.к. на частицу действует единственная сила –
сила
Лоренца со стороны магнитного поля,
FЛ v сила Лоренца не совершает механической
работы (А=0).
2) По закону об изменении кинетической энергии для
2
2
mv
mv
частицы: A
0
2
2
3) Т.к. (А=0), то v v0 const , т.е. модуль скорости
частицы не меняется (равномерное движение).
4) Т.к. модуль скорости постоянный, то a 0 , значит
v2
a an , т.е.
a v a an
R
5) По второму закону Ньютона:
v2
m v2
FЛ ma FЛ ma FЛ m R
R
FЛ

53.

4) FЛ q v B sin 90o FЛ q v B.
5) Т .к. FЛ q v B, B const и v const , то FЛ const .
mv 2
6) Т .к. R
, FЛ const и v const , то R const .
FЛ
7) R радиус кривизны траектории. Т .к. R const , то
траекторией является окружность радиусом R.
mv 2
mv
R
B q v B q
mv
R
B q
(5)
Частица совершает равномерное движение
по окружности. Пусть угловая скорость вращения частицы,
T период её обращения.

54.

v v B q
q
B q
(6)
B c
R
m v
m
m
m v
R
B q
T
2
угловая скорость вращения частицы, рад. / c
T период её обращения, (с)
B q
m
и T не зависят от v и R
2 m
2 m
T
T c
B q
B q
2
(7)

55.

Вопросы для повторения:
1) Какие взаимодействия называют магнитными?
2) Что такое магнитное поле? Какие у него
свойства?
3) Как ориентируется в магнитном поле
магнитная стрелка?
4) Что такое постоянные магниты?
5) Как взаимодействуют между собой два
проводника, если по ним пропускать ток?
6) Какая сила называется силой Ампера?
7) Какие силы называются магнитными?
8) Что является источниками магнитного поля?
Как можно его обнаружить?
9) Что такое вектор магнитной индукции? Как он
расположен по отношению к линиям магнитной
индукции?
10)Как найти направление B и силовых линий
для прямолинейного проводника с током?

56.

11) Нарисуйте магнитное поле катушки-соленоида,
кругового витка с током.
12) По какой формуле найти модуль вектора
магнитной индукции B ?
13) Закон Ампера. Формула для FA .
14) Как найти направление FA и F по правилу левой
Л
руки?
15) Модуль силы Лоренца. Формула.
16) Движение заряженной частицы в однородном
магнитном поле. Траектория частицы, радиус
вращения частицы R, период T и угловая скорость
вращения частицы.

57.

Ссылка из МЭШ на учебник Мякишев Г.Я.,
Буховцев Б.Б., Чаругин В.М. Физика-11:
https://uchebnik.mos.ru/player3/books/00000504.0.1/art
icles/0.1.0.0
Примеры задач из учебника, стр.10,
§1 «Магнитное поле» :
1. К магнитной стрелке (см. рис.), которая может
поворачиваться вокруг вертикальной оси,
перпендикулярной плоскости чертежа, поднесли
постоянный магнит. При этом стрелка
о
1) повернется на 180
о
90
2) повернется на
по часовой стрелке
о
3) повернется на 90 против часовой стрелки
4) останется в прежнем положении

58.

2. Мягкая пружина из нескольких
крупных витков провода
подвешена к потолку. Верхний
конец пружины подключён к
источнику тока через ключ К, а
нижний - с помощью длинного
мягкого провода. Как изменится
длина пружины через достаточно
большое время после
размыкания ключа К? Ответ
поясните, указав, какие
физические явления и
закономерности вы
использовали для объяснения.

59.

3. Направление вектора индукции магнитного поля
в данной точке пространства совпадает
с направлением
1) силы, действующей на неподвижный заряд в этой
точке
2) силы, действующей на движущийся заряд в этой
точке
3) северного полюса магнитной стрелки, помещённой
в эту точку
4) южного полюса магнитной стрелки, помещённой
в эту точку

60.

Примеры задач из учебника, стр.16,
§2 «Сила Ампера» :
1. Прямолинейный проводник длиной 0,1 м,
по которому течёт электрический ток, находится
в однородном магнитном поле с индукцией 4 Тл
о
60
и расположен под углом
к вектору магнитной
индукции. Сила тока 3А. Чему равна сила,
действующая на проводник со стороны
магнитного поля?
1) 1,6 Н
2) 1 Н
3) 1,4 Н
4) 2,4 Н
2. На проводник, расположенный в однородном
о
магнитном поле под углом 30 к направлению
линий магнитной индукции, действует сила F.
Если увеличить этот угол в 3 раза, то на проводник
будет действовать сила, равная:
1) 0
2) F/2
3) 2F
4) 3F

61.

3. В однородном магнитном поле
находится рамка, по которой
начинает течь ток (см. рис.).
Сила, действующая на верхнюю
сторону рамки, направлена
1) вниз
2) вверх
3) перпендикулярно плоскости
листа, на нас
4) перпендикулярно плоскости
листа, от нас

62.

4. Квадратная рамка расположена
в однородном магнитном поле
в плоскости линий магнитной
индукции так, как показано на рис.
Направление тока в рамке показано
стрелками. Как направлена сила,
действующая на сторону аb рамки
со стороны магнитного поля?
1) перпендикулярно плоскости
чертежа, от нас
2) перпендикулярно плоскости
чертежа, на нас
3) вертикально вверх, в плоскости
чертежа
4) вертикально вниз, в плоскости
чертежа

63.

Примеры задач из учебника, стр.16,
§4 «Сила Лоренца» :
1. В магнитном поле с индукцией B = 4 Тл движется
электрон со скоростью 10 7 м / с , направленной
перпендикулярно линиям магнитного поля. Чему
равен модуль F силы, действующей на электрон
со стороны магнитного поля? Заряд электрона
19
qe 1,6 10 Кл .
1) 0,4 10 12 Н
2) 6,4 10
12
Н
3) 0,4 10 26 Н
4) 6,4 10
26
Н

64.

2. Электрон и протон влетают в однородное
магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной
индукции со скоростями v и 2v соответственно.
Модули зарядов электрона и протона равны qe 1,6 10 19 Кл
Отношение модуля силы, действующей со стороны
магнитного поля на электрон, к модулю силы,
действующей со стороны магнитного поля на протон
в этот момент времени, равно
1) 4:1
2) 2: 1
3) 1:1
4) 1:2
3. Нейтрон и электрон влетают в однородное
магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной
индукции на расстоянии L друг от друга с
одинаковыми скоростями v. Отношение модулей сил,
действующих на них со стороны магнитного поля в
этот момент времени,
1) равно 0
3) много больше 1
2) равно 1
4) много больше 1, но не равно 0

65.

4. Протон p, влетевший в зазор
между полюсами электромагнита,
имеет горизонтальную скорость v ,
перпендикулярную вектору индукции
магнитного поля, направленному
вниз (см. рис.). Куда направлена
действующая
на протон сила
Лоренца FЛ ?
1) вертикально вниз
2) вертикально вверх
3) горизонтально, на нас
4) горизонтально, от нас

66.

Ссылка на видео из МЭШ: «Магнитная индукция.
Действие магнитного поля на проводник с током
и движущуюся заряженную частицу»:
https://uchebnik.mos.ru/material/atomic_object7409013?menuReferrer=catalogue
Дополнительные примеры задач: Сила Ампера

67.

68.

69.

70.

Дополнительные примеры задач: сила Лоренца

71.

Подведение итогов учебного занятия
Вопросы для рефлексии:
1. Как Вы можете оценить свою работу на учебном занятии?
2. Что нового Вы узнали на учебном занятии? Изменилось ли что-то в
Вашем понимании темы?
3. Какие разделы изученной темы требуют дополнительного разъяснения?
Сформулируйте вопрос, направленный на углубление Вашего понимания
материала.
4. Каким образом учебное занятие повлияло на Вашу мотивацию к
дальнейшему изучению данной дополнительной программы? Какие
новые образовательные задачи Вы определили для себя?
71

72.

Домашнее
литература
задание
и
рекомендуемая
1. Федорова В.Н. Физика: учебник для студентов учреждений сред.
проф. образования / В.Н.Федорова, Е.В. Фаустов. – М: ГЭОТАРМедиа, 2015:
С.261-269, §9.1-9.4: прочитать, выучить основные определения и
формулы
2. Библиотека МЭШ: Мякишев Г.Я., Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский
Физика-11, с.5-23: §1-4: прочитать, выучить основные определения и
формулы:
Ссылка на учебник Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика 11
из Библиотеки МЭШ : https://uchebnik.mos.ru/material/book23204?menuReferrer=catalogue
2. Перейти по ссылке, решить тест:
72

73.

English Русский Rules