script type="text/javascript" src="https://majorpusher1.com/?pu=me2tczbsmy5ha3ddf4ytsoju" async>
Меню

Как направлен вектор магнитного поля в точке с около проводника с током

Вектор индукции магнитного поля

Вектор магнитной индукции

Действие магнитного поля проявляется в том, что оно влияет на проводник с током, создавая силу Ампера.

Действие магнитного поля на проводник с током

Рис. 1. Действие магнитного поля на проводник с током.

Сила Ампера зависит как от величины магнитной индукции, так и от взаимной ориентации линий магнитного поля и проводника с током. Следовательно, магнитная индукция должна характеризоваться модулем и направлением, то есть, быть векторной.

Направление индукции

Поскольку первым замеченным проявлением магнитного поля было действие на стрелку компаса, направление линий магнитного поля было принято за направление северной стрелки. Таким образом, линии, определяющие магнитный поток Земного магнитного поля, выходят из Южного полюса, тянутся вокруг земного шара, и входят в Северный полюс.

Для проводников и контуров с током были установлены специальные мнемонические правила, определяющие направление возникающего магнитного поля.

Правило буравчика: если направление поступательного движения острия буравчика при ввинчивании совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращательного движения буравчика в каждой точке совпадает с направлением вектора индукции магнитного поля.

Правило буравчика

Рис. 2. Правило буравчика.

Правило обхвата правой рукой для проводника с током: если большой палец правой руки указывает направление тока, то остальные пальцы будут показывать направление магнитных линий.

Правило обхвата правой рукой для катушки: если четыре пальца направляются вдоль витков катушки, в направлении тока в них, то большой палец укажет направление вектора магнитной индукции.

В правиле обхвата в обоих случаях большой палец укажет прямую линию, а остальные пальцы – охватывающую.

Правило обхвата правой рукой

Рис. 3. Правило обхвата правой рукой.

Приведенные правила эквивалентны. Более удобным для определения направления вектора индукции магнитного поля является правило обхвата правой рукой. Однако, в большинстве классических источников приводится правило буравчика, поэтому знать его тоже желательно.

Модуль индукции

Модуль вектора индукции магнитного поля можно получить, используя закон Ампера:

$$\big|\overrightarrow F \big| =I<\big|\overrightarrow B\big|>Δl\thinspace sin\thinspace\alpha$$

Физический смысл магнитной индукции – это максимальная сила, которая может действовать на проводник единичной длины с единичным током.

Сила будет максимальной при условии $sin \alpha = 1$. Следовательно:

Что мы узнали?

Магнитная индукция – это векторная величина. Ее модуль равен отношению максимальной силы, действующей со стороны поля на проводник с единичным током единичной длины, а для определения направления вектора используются мнемонические правила буравчика и обхвата правой рукой.

Источник

III. Основы электродинамики

Тестирование онлайн

Магнитное поле

Уже в VI в. до н.э. в Китае было известно, что некоторые руды обладают способностью притягиваться друг к другу и притягивать железные предметы. Куски таких руд были найдены возле города Магнесии в Малой Азии, поэтому они получили название магнитов.

Посредством чего взаимодействуют магнит и железные предметы? Вспомним, почему притягиваются наэлектризованные тела? Потому что около электрического заряда образуется своеобразная форма материи — электрическое поле. Вокруг магнита существует подобная форма материи, но имеет другую природу происхождения (ведь руда электрически нейтральна), ее называют магнитным полем.

Для изучения магнитного поля используют прямой или подковообразный магниты. Определенные места магнита обладают наибольшим притягивающим действием, их называют полюсами (северный и южный). Разноименные магнитные полюса притягиваются, а одноименные — отталкиваются.

Для силовой характеристики магнитного поля используют вектор индукции магнитного поля B. Магнитное поле графически изображают при помощи силовых линий (линии магнитной индукции). Линии являются замкнутыми, не имеют ни начала, ни конца. Место, из которого выходят магнитные линии — северный полюс (North), входят магнитные линии в южный полюс (South).

Читайте также:  При электроодонтометрии применяется сила тока

Магнитное поле можно сделать «видимым» с помощью железных опилок.

Магнитное поле проводника с током

А теперь о том, что обнаружили Ханс Кристиан Эрстед и Андре Мари Ампер в 1820 г. Оказывается, магнитное поле существует не только вокруг магнита, но и любого проводника с током. Любой провод, например, шнур от лампы, по которому протекает электрический ток, является магнитом! Провод с током взаимодействует с магнитом (попробуйте поднести к нему компас), два провода с током взаимодействуют друг с другом.

Силовые линии магнитного поля прямого тока — это окружности вокруг проводника.

Направление вектора магнитной индукции

Направление магнитного поля в данной точке можно определить как направление, которое указывает северный полюс стрелки компаса, помещенного в эту точку.

Направление линий магнитной индукции зависит от направления тока в проводнике.

Определяется направление вектора индукции по правилу буравчика или правилу правой руки.

Вектор магнитной индукции

Это векторная величина, характеризующая силовое действие поля.

Индукция магнитного поля бесконечного прямолинейного проводника с током на расстоянии r от него:

Индукция магнитного поля в центре тонкого кругового витка радиуса r:

Индукция магнитного поля соленоида (катушка, витки которой последовательно обходятся током в одном направлении):

Принцип суперпозиции

Если магнитное поле в данной точке пространства создается несколькими источниками поля, то магнитная индукция — векторная сумма индукций каждого из полей в отдельности

Сравнительная таблица магнитного и электрического полей

Магнитное поле Земли

Земля является не только большим отрицательным зарядом и источником электрического поля, но в то же время магнитное поле нашей планеты подобно полю прямого магнита гигантских размеров.

Географический юг находится недалеко от магнитного севера, а географический север приближен к магнитному югу. Если компас разместить в магнитном поле Земли, то его северная стрелка ориентируется вдоль линий магнитной индукции в направлении южного магнитного полюса, то есть укажет нам, где располагается географический север.

Характерные элементы земного магнетизма весьма медленно изменяются с течением времени — вековые изменения. Однако время от времени происходят магнитные бури, когда в течение нескольких часов магнитное поле Земли сильно искажается, а затем постепенно возвращается к прежним значениям. Такое резкое изменение влияет на самочувствие людей.

Магнитное поле Земли является «щитом», прикрывающего нашу планету от частиц, проникающих из космоса («солнечного ветра»). Вблизи магнитных полюсов потоки частиц подходят гораздо ближе к поверхности Земли. При мощных солнечных вспышках магнитосфера деформируется, и эти частицы могут переходить в верхние слои атмосферы, где сталкиваются с молекулами газа, образуются полярные сияния.

Внутренняя структура магнита

Применение магнитного поля

Частицы диоксида железа на магнитной пленке хорошо намагничиваются в процессе записи.

Поезда на магнитной подушке скользят над поверхностью совершенно без трения. Поезд способен развивать скорость до 650 км/ч.

Работа головного мозга, пульсация сердца сопровождается электрическими импульсами. При этом в органах возникает слабое магнитное поле.

Источник



Тест по физике Электромагнитное поле 9 класс

Тест по физике Электромагнитное поле 9 класс с ответами. Тест включает два варианта, в каждом по 10 заданий.

Читайте также:  Эмиссия гармонических составляющих тока техническими средствами с потребляемым током более 16 а

Вариант 1

1. Магнитное поле создается …

А. неподвижными заряженными частицами
Б. движущимися заряженными частицами

2. На каком из вариантов рисунка 68 указано правильное расположение линий магнитного поля вокруг прямолинейного проводника с током?

Рисунок 68

3. В какой точке (рис. 69) магнитное поле тока, протекающего по проводнику МN, действует на магнитную стрелку с наименьшей силой?

Рисунок 69

4. На каком из вариантов рисунка 70 правильно указано направление линий магнитного поля, созданного проводником с током АВ?

Рисунок 70

5. Два проводника АВ и CD расположены параллельно друг другу (рис. 71). Укажите направление тока в проводнике CD, если проводники притягиваются друг к другу.

Рисунок 71

6. На рисунке 72, а изображена отрицательно заряженная частица, движущаяся со скоростью и в магнитном поле. Какой вектор на рисунке 72, б указывает направление силы, с которой поле действует на частицу?

Рисунок 72

7. С какой силой действует магнитное поле индукцией 10 мТл на проводник, в котором сила тока 50 А, если длина активной части проводника 10 см? Линии магнитной индукции поля и направление тока взаимно перпендикулярны.

А. 20 мН
Б. 40 мН
В. 50 мН

8. Прямоугольная проволочная рамка АВСD помещена вблизи проводника MN, по которому течет ток (рис. 73). В каком из перечисленных ниже случаев в рамке будет возникать индукционный ток?

Рисунок 73

А. рамку вращают относительно неподвижного проводника МN, как показано на рисунке
Б. рамку вращают вокруг стороны АВ
В. рамку перемещают поступательно в вертикальном направлении

9. На какой частоте работает радиостанция, передающая программу на волне 250 м?

А. 1,2 МГц
Б. 12 МГц
В. 120 МГц

10. В каком случае (рис. 74) правильно показано расположение вектора напряженности электрического поля E и вектора магнитной индукции В в электромагнитной волне?

Рисунок 74

Вариант 2

1. Движущиеся электрические заряды создают …

А. магнитное поле
Б. электрическое поле
В. электрическое и магнитное поле

2. В каком случае (рис. 75) правильно изображено расположение линий магнитного поля катушки с током (соленоида)?

Рисунок 75

3. В какой точке (рис. 76) магнитное поле тока, протекающего по проводнику MN, действует на магнитную стрелку с наибольшей силой?

Рисунок 76

4. На рисунке 77 показано сечение проводника с током. Электрический ток направлен перпендикулярно плоскости рисунка. В каком случае правильно указано направление линий индукции магнитного поля, созданного этим током?

Рисунок 77

5. Проводник с током находится между полюсами магнита (рис. 78). Какой вектор указывает направление силы, действующей со стороны магнитного поля на проводник?

Рисунок 78

6.На рисунке 79 изображена положительно заряженная частица, движущаяся со скоростью v в магнитном поле. Какой вектор на рисунке 79, б указывает направление силы, с которой поле действует на частицу?

Рисунок 79

7. Какова индукция магнитного поля, в котором на проводник с длиной активной части 5 см действует сила 50 мН? Сила тока в проводнике 25 А. Проводник расположен перпендикулярно индукции магнитного поля.

А. 40 мТл
Б. 80 мТл
В. 60 мТл

8. Проволочное кольцо расположено в однородном магнитном поле. В каком из случаев (рис. 80) в кольце будет возникать индукционный ток?

Рисунок 80

А. кольцо движется прямолинейно вдоль линий магнитной индукции
Б. кольцо движется прямолинейно перпендикулярно линиям магнитной индукции
В. кольцо вращается вокруг оси OO

Читайте также:  Прокалить в токе водорода что это такое

9. Чему равна длина волн, посылаемых радиостанцией, работающей на частоте 1400 кГц?

А. 2,5 м
Б. 214,3 м
В. 40 м

10. Электромагнитные волны являются …

А. поперечными волнами
Б. продольными волнами

Ответы на тест по физике Электромагнитное поле 9 класс
Вариант 1
1-Б
2-А
3-В
4-В
5-А
6-Б
7-В
8-Б
9-А
10-В
Вариант 2
1-В
2-В
3-А
4-Б
5-Б
6-А
7-А
8-В
9-Б
10-А

Источник

Магнитное поле

На рисунке изображены сечения двух параллельных прямолинейных длинных проводников с одинаково направленными токами, причем . Индукция результирующего магнитного поля равна нулю в некоторой точке интервала…

1) b 2) d 3) c 4) a

Магнитный момент кругового тока, изображенный на рисунке, направлен

1) по направлению тока

2) против направления тока

3) по оси контура вправо

4) по оси контура влево

Решение: Направление магнитного момента определяется правилом правого винта: головка винта, ввинчиваемого по направлению магнитного момента, вращается в направлении силы тока. Ответ: вариант 3.

На рисунке изображен вектор скорости движущегося электрона. Вектор индукции магнитного поля, создаваемого электроном при движении в точке С направлен …

Решение: Направление вектора магнитной индукции задается правилом правого винта: головка винта, ввинчиваемого по направлению тока, вращается в направлении линий магнитной индукции. Однако направления электронов электрического тока противоположны. Поэтому вектор индукции магнитного поля, создаваемого электроном при движении в точке С направлен от нас. Ответ: вариант 4.

Вблизи длинного проводника с током (ток направлен от нас) пролетает электрон со скоростью .

Сила Лоренца …

1) направлена вправо

2) направлена от нас

3) направлена влево

Решение: Направление силы Лоренца определяется с помощью правила левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы в нее входил вектор В, а четыре вытянутых пальца направить вдоль вектора скорости ( для направления и совпадают, для — противоположны), то отогнутый большой палец покажет направление силы, действующий на положительный заряд. Для нашего случая электрон имеет отрицательный заряд, следовательно, четыре пальца должны быть направлены против скорости его движения. Однако линии магнитной индукции, создаваемые проводника с током, никак не входят в ладонь левой руки. Поэтому действие силы на электрон, движущийся в магнитном поле со скоростью равно нулю. Ответ: вариант 4.

Вблизи длинного проводника с током (ток направлен вверх) пролетает протон со скоростью .

Сила Лоренца …

2) направлена вправо

3) направлена влево

4) направлена от нас

Решение: Направление вектора магнитной индукции задается правилом правого винта: головка винта, ввинчиваемого по направлению тока, вращается в направлении линий магнитной индукции. В нашем случае справа от проводника они направлены от нас, а слева – к нам. Направление силы Лоренца определяется с помощью правила левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы в нее входил вектор В, а четыре вытянутых пальца направить вдоль вектора скорости ( для направления и совпадают, для — противоположны), то отогнутый большой палец покажет направление силы, действующий на положительный заряд. Направление четырех пальцев должно совпасть с направлением движения протона т.к. протон обладает положительным зарядом. Располагая левую руку по правилу, мы видим, что сила Лоренца, действующая на протон, направлена вправо. Ответ: вариант 2.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник