пробная презентация

1. Действие магнитного поля на проводник с током. Сила Ампера Действие магнитного поля на движущуюся заряженную частицу. Сила

Лоренца. Работа силы Лоренца
Работу выполнили: ученики 11 «А»
класса ….?
Проверил: учитель физики Астахова

2. Что такое Сила Ампера?

Сила Ампера - сила, действующая на проводник с током,
помещенный в магнитное поле. Это суммарная сила Лоренца,
действующая на все движущиеся заряды (электроны) в
проводнике.
Формула:
где α - угол между вектором направления тока (l) и вектором
магнитной индукции (B).

3. Модуль силы Ампера

Модуль силы Ампера определяется как:
F_A = I l B sinα
где:
• α — угол между вектором направления тока (⃗l⃗)⃗ и вектором
магнитной индукции (⃗B⃗)⃗.

4. Правило левой руки

Направление силы Ампера также определяется правилом левой
руки:
1. Расположите левую руку так, чтобы линии магнитной индукции
(⃗B⃗)⃗ входили в ладонь.
2. Вытяните пальцы левой руки по направлению тока в проводнике
(направлению вектора (⃗l⃗)⃗).
3. Тогда отогнутый на 90 градусов большой палец покажет
направление силы Ампера (⃗F⃗)⃗_A.

5. Важные особенности силы Ампера

1. Перпендикулярность: Сила Ампера всегда перпендикулярна как
направлению тока в проводнике (⃗l⃗)⃗, так и вектору магнитной
индукции (⃗B⃗)⃗.
2. Зависимость от угла:
• Максимальная сила возникает, когда проводник расположен
перпендикулярно линиям магнитного поля (α = 90°, sinα = 1).
• Минимальная (нулевая) сила возникает, когда проводник
расположен параллельно линиям поля (α = 0° или 180°, sinα = 0).
3. Применение: Сила Ампера используется в работе электродвигателей,
электроизмерительных приборов и других технических устройствах.

6.

7. Лабораторная работа "Исследование действия постоянного магнита на рамку с током"

Лабораторная работа "Исследование действия
постоянного магнита на рамку с током"
Цель: Экспериментальное исследование зависимости силы
Ампера от различных факторов (сила тока, магнитная индукция,
длина проводника, угол).
Оборудование: Источник тока, амперметр, постоянный магнит,
рамка с током, реостат, весы/динамометр, набор проводников,
угломер, провода.
Теоретическое обоснование: в соответствии с формулой силы
Ампера F_A = I l B sinα, можно экспериментально исследовать
зависимость силы от каждого из параметров, входящих в эту
формулу.

8. Порядок выполнения работы

1. Сборка схемы: Соберите электрическую цепь, включающую источник тока, реостат, амперметр и
рамку.
2. Установка магнита: Разместите постоянный магнит так, чтобы рамка находилась в магнитном поле.
3. Измерение силы:
• Зависимость от силы тока: Установите фиксированное значение угла α и длины активной части l.
Изменяйте силу тока I с помощью реостата и измеряйте силу F_A, действующую на рамку. Постройте
график зависимости F_A(I).
• Зависимость от длины проводника: Установите фиксированные значения силы тока I и угла α.
Используйте рамки с различными длинами активной части l и измеряйте силу F_A. Постройте график
зависимости F_A(l).
• Зависимость от угла: Установите фиксированные значения силы тока I и длины активной части l.
Изменяйте угол α между рамкой и магнитным полем и измеряйте силу F_A. Постройте график
зависимости F_A(sinα).
Анализ результатов:
• Сравните полученные экспериментальные зависимости с теоретическими предсказаниями,
основанными на формуле силы Ампера.
• Оцените погрешности измерений и обсудите возможные причины расхождений между теорией и
экспериментом.

9. Возможные трудности и способы их преодоления

• Слабая сила: Сила Ампера может быть достаточно малой, что
затрудняет ее точное измерение. Для увеличения силы можно
использовать более сильные магниты, увеличивать силу тока или
использовать рамки с большей длиной активной части.
• Влияние земного магнитного поля: Земное магнитное поле также
может оказывать влияние на рамку. Для уменьшения этого влияния
можно проводить измерения вдали от металлических предметов или
использовать компенсационные магнитные поля.
• Неоднородность магнитного поля: Магнитное поле постоянного
магнита может быть неоднородным. Для уменьшения этого влияния
можно использовать рамки малых размеров и располагать их в области
наиболее однородного поля.

10. Вывод

• Экспериментально подтверждена зависимость силы Ампера от
силы тока, длины активной части проводника и угла между
проводником и магнитным полем.
• Полученные результаты согласуются с теоретическими
предсказаниями, основанными на формуле силы Ампера.
• Определены факторы, влияющие на точность эксперимента.

11. Что такое Сила Лоренца?

Сила Лоренца - сила, действующая на движущуюся в магнитном поле заряженную частицу.
Она определяется следующей формулой:
F = q [v x B]
где:
• F – сила Лоренца (вектор, измеряется в Ньютонах, Н)
• q – электрический заряд частицы (скаляр, измеряется в Кулонах, Кл). Важно учитывать знак
заряда.
• v – скорость частицы (вектор, измеряется в метрах в секунду, м/с)
• B – магнитная индукция (вектор, измеряется в Теслах, Тл)
• [v x B] – векторное произведение векторов v и B. Векторное произведение дает вектор,
модуль которого равен |v||B|sinα, где α – угол между векторами v и B. Направление вектора
[v x B] определяется правилом правой руки или правилом буравчика.

12. В чем различие между Силой Ампера и Силой Лоренца?

Сила Ампера и Сила Лоренца различаются тем, на какой объект
действует магнитное поле. Обе силы связаны с взаимодействием
магнитного поля с движущимися зарядами, но имеют разные
приложения.

13. Правило левой руки

Для определения направления силы Лоренца:
• Расположите левую руку так, чтобы вектор магнитной индукции
(B) входил в ладонь.
• Направьте четыре вытянутых пальца по направлению скорости
положительно заряженной частицы (или против направления
скорости отрицательно заряженной частицы).
• Тогда отогнутый на 90 градусов большой палец укажет
направление силы Лоренца (F).

14. Модуль Силы Лоренца

Модуль силы Лоренца можно выразить через скалярные величины:
F = |q| v B sinα
где:
• F – модуль силы Лоренца
• |q| – абсолютная величина заряда частицы
• v – модуль скорости частицы
• B – модуль магнитной индукции
• α – угол между вектором скорости частицы и вектором магнитной индукции.

15. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле

• Если скорость направлена перпендикулярно магнитному полю:
Частица будет двигаться по окружности, плоскость которой
перпендикулярна вектору магнитной индукции. Сила Лоренца
выступает в роли центростремительной силы.
• Если скорость направлена под углом к магнитному полю:
Частица будет двигаться по спирали, ось которой параллельна
вектору магнитной индукции.

16. Работа силы Лоренца

• Сила Лоренца всегда направлена перпендикулярно скорости частицы. Это
означает, что она не совершает работы.
• Работа силы Лоренца всегда равна нулю.
• A=0
• Объяснение: Работа силы определяется как скалярное произведение силы
на перемещение: A = F · s = F · v · t. Поскольку сила Лоренца всегда
перпендикулярна скорости (и, следовательно, перемещению), скалярное
произведение равно нулю.

17. Последствия

• Сила Лоренца не меняет кинетическую энергию частицы и,
следовательно, не изменяет ее скорость (по модулю).
• Сила Лоренца может изменять только направление скорости
частицы.

18. Примеры использования силы Лоренца

• Масс-спектрометрия: Для разделения и идентификации ионов
по их массе и заряду.
• Ускорители заряженных частиц: Для удержания и управления
пучками частиц в ускорителях.
• Электронно-лучевые трубки (ЭЛТ): Для отклонения электронного
луча и формирования изображения на экране.
• Магнитогидродинамические (МГД) генераторы: Для
преобразования кинетической энергии проводящей жидкости
(например, ионизированного газа) в электрическую энергию.

19.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!!1!1!