А13,14 Электромагнетизм

Часть№5 /А13
Ф 3.3 МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
3.3.1
магнитов
= Взаимодействие
- t
3.3.2 Магнитное поле проводника с током
 = BLvsin
К=
2
LI
3.3.3 Сила Ампера
3.3.4 Сила Лоренца
3.4 ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ
3.4.1 Явление электромагнитной индукции
3.4.2 Магнитный поток
3.4.3 Закон электромагнитной индукции Фарадея
3.4.4 Правило Ленца
3.4.5 Самоиндукция
Л
3.4.6 Индуктивность
3.4.7 Энергия магнитного поля
2
Ф=LI
F = Bqvsin
FА13,14
=BILsin
А Электромагнетизм
Взаимодействие токов
«буравчик»
Противоположно-напраленные
токи магнитно отталкиваются
FА
I1
I2
FА
В1
В2
А13,14 Электромагнетизм
«левой руки»
Взаимодействие токов
«буравчик»
А13,14 Электромагнетизм
В2
I1
FА FА
I2
В1
Сонапраленные токи
магнитно притягиваются
«левой руки»
1. В двух параллельных проводниках протекают
электрические токи, направления
которых одинаковы.
Сонапраленные
токиКакое
из указанных на рисунке 1 направлений соответствует
притягиваются
направлению векторамагнитно
силы, действующей
на один проводник
со стороны магнитного поля, создаваемого электрическим
Г. 4
током во втором проводнике, если электрический
ток в
проводника входит перпендикулярно в плоскость рисунка?
А. 1. Б. 2. В. 3. Г. 4. Д. F = 0.
А13,14 Электромагнетизм
2. На рисунке 2 изображена катушка с током, направление
тока в катушке указано стрелкой. Какое из
представленных на рисунке направлений соответствует
направлению вектора В индукции магнитного поля в
центре катушки?
А.1. Б.2. В.По касательной к виткам катушки Г. 4.
Д. Среди ответов А—Г нет правильного.
Правило
«буравчика»
(отвёртки) А13,14 Электромагнетизм
3. Какой из вариантов соответствует схеме расположения
линий индукции катушки с током? А.1. Б.2. В.3. Г.4. Д.5.
1.Центральное
электростатиче
ское
А13,14 Электромагнетизм
4. Какое направление имеет вектор силы F, действующей
со стороны магнитного поля на неподвижный
положительный электрический заряд? А. Совпадает с
направлением вектора В. Б. Противоположно вектору В.
В. Перпендикулярен вектору В. Г. Может иметь любое
направление. Д. F=0.
Сила Лоренца на заряд, двигающийся в М.П.
FЛ
FЛ= Bqv sin
неподвижный
В
I
А13,14 Электромагнетизм
5. На рисунке 4 представлено расположение проводника с
током в магнитном поле. Какое из указанных на рисунке
направлений имеет вектор силы, действующей на
проводник с током со стороны магнитного поля, если ток
в проводнике имеет направление от наблюдателя и входит
перпендикулярно в плоскость рисунка?
А. 1. Б. 2. В. 3. Г. 4. Д.Среди ответов А-Г нет правильного.
В ПРАВУЮ ручку ручечку…
Воткнуть в ЛЕВУЮ ручечку…
4 пальца по движению плюсов (I)
БОЛЬШОЙ ПАЛЕЦ
ПО СИЛЕ
В
А13,14 Электромагнетизм
FА
FЛ
В
I
А13,14 Электромагнетизм
FЛ
В
I
А13,14 Электромагнетизм
6. Как изменится сила Ампера, действующая на
прямолинейный проводник с током в однородном
магнитном поле, при увеличении индукции магнитного
поля в 9 раза и уменьшении силы тока в 3 раза?
Проводник расположен перпендикулярно вектору
индукции.
Если уменьшится, ответ занесите со знаком минус с
точностью до целых. Если не изменится наберите 0.
FА=BILsin
FА1= BI L sin
FА2= 9B I/3 L
FА2= 3FА1
А13,14 Электромагнетизм
7. Плоский контур площадью 10 м2 находится в
однородном магнитном поле с индукцией 1 Тл. Плоскость
контура перпендикулярна вектору индукции В. Как
ИЗМЕНИТСЯ магнитный поток через контур при таком
повороте, что плоскость контура становится параллельной
вектору индукции В? Если уменьшится, ответ занесите со
знаком минус с точностью до целых.
А13,14 Электромагнетизм
МАГН. ПОТОК
число линий В
Ф = BScos дождь в ведро
Фн = 10 Вб
Фк = 0 Вб
8. При каком значении силы тока в контуре
индуктивностью 2 Гн магнитный поток через
контур равен 4 Вб? Ответ запишите в амперах с
точностью до целых.
Ф В I 
Ф=LI 4Вб =2ГнI
I=2А
А13,14 Электромагнетизм
9. За 3 с магнитный поток, пронизывающий контур,
равномерно увеличился с 3 до 9 Вб. Чему при этом равно
значение ЭДС индукции в контуре? Ответ запишите в
вольтах с точностью до целых.
=
=
Ф
- t
9-3
3
з-н ЭМИ
=2В
А13,14 Электромагнетизм
10. Какими из перечисленных ниже свойств обладают и
электростатическое и индукционное электрические поля:
А. 3,2,1. Б. 2,1,4. В. 5,2,4. Г. 4,1. Д. только1.
1 -непрерывность в пространстве;
электростатическое и индукционное
2 - линии напряженности обязательно связаны с
электрическими зарядами;
Электростатическое
3 - работа сил поля при перемещении заряда по любому
замкнутому пути равна нулю;
Электростатическое
4 - поле обладает запасом энергии;
электростатическое и индукционное
5 - работа сил поля при перемещении заряда по замкнутому
Электромагнетизм
индукционное
пути может быть не равна нулю? А13,14
11. Как нужно изменить индуктивность контура, для того
чтобы при неизменном значении силы тока в нем энергия
магнитного поля уменьшилась в 4 раза? Если
уменьшится, ответ занесите со знаком минус с точностью
до целых. Если не изменится, наберите 0.
К=
mv2
2
Км1=
2
LI
2
К1/4=
2
L2I
2
L2=L1/4
А13,14 Электромагнетизм
вкл.I  B
 инд
САМОИНДУКЦИЯэто ЭМИ в том же …
1
2
…мешает!!
12. На рисунке 5 представлена электрическая схема,
составленная из источника тока, катушки и четырех ламп.
В какой из ламп этой схемы после замыкания ключа К
сила тока достигает максимального значения после всех
остальных? А. 1. Б. 2. В. 3. Г. 4. Д. Во всех одновременно.
А13,14 Электромагнетизм
А. Притягивается.
13.
Постоянный магнит
По часовой
вдвигается
стрелке.
в металлическое
Б. Притягивается.
Против
часовой полюсом.
стрелки. Притягивается
В. Отталкивается.
Пок магниту
кольцо южным
кольцо
или отталкивается
часовой
стрелке. Г.
от него?
Отталкивается.
Какое направление
Против имеет
часовой
индукционный
стрелки.
Д. Не
ток
притягивается
в кольце, если
и не
смотреть
отталкивается.
со стороны
Сила
вдвигаемого
тока
равна нулю.
магнита? Сделайте эскиз и ответьте на
вопрос.
отталкиваются
в
ви
в
ви
притягиваются
ЗСЭ правило Ленца
инд. ток
направлен так,
что его М.Поле
МЕШАЕТ
причине его
возникновения.
А13,14 Электромагнетизм
14. Четыре одинаковые катушки включены
последовательно в электрическую цепь постоянного тока.
Одна из катушек не имеет сердечника, в других имеются
ферромагнитный, диамагнитный и парамагнитный
сердечники. Магнитные потоки в катушках 1, 2, 3, 4
удовлетворяют неравенству Ф1>Ф2>Ф3>Ф4.
В какой из катушек нет сердечника? А.1. Б.2. В. 3. Г. 4.
Д. Во всех катушках одинаковый магнитный поток!
Bв-ве
=
B0
Ферромагнетики-… 1
ПАРА…усиливают 1
ДИА…ослабл…1
В веществе в  раз больше
А13,14 Электромагнетизм
15. При движении в камере масс-спектрографа радиус
кривизны траектории неизвестных ионов оказался в 4 раза
больше радиуса кривизны траектории ионов гелия. Чему
равно отношение массы неизвестного иона к массе иона
гелия? Скорости и заряды ионов одинаковые. Ответ
запишите с точностью до целых. Если не изменится
наберите 0.
А13,14 Электромагнетизм
№ 15 Движение иона гелия в магнитном поле
B=0,2Тл
m= 6,8·10 –27кг;
q=1,6•10 –19Кл
R2=4R1
v1 =v2
1. Что? Ион гелия
R
m2/m1-?
V
ац
FЛ
В
2Как?двигается по окружности
3. Почему? FЛ = m·ац (2 з-н Н)
15. При движении
в камере масс-спектрографа радиус
4. Bqv = m·(v2/R)
кривизны траектории неизвестных ионов оказался в 4 раза
m1 =RBq
/vкривизны траектории ионов гелия. Чему
больше
радиуса
m2/m
1=4
равно
отношение
массы
неизвестного
иона к массе иона
m2 =4RBq /v
гелия? Скорости и заряды ионов одинаковые. Ответ
запишите с точностью до целых. Если не изменится
А13,14 Электромагнетизм
наберите 0.
Викторина.
Ф
2
1257.
с электромагнитом вкл.
= -Последовательно
t
Лампа накаливания.
Почему накал
LI
К=
уменьшается когда электромагнит притягивает
к себе
= BLvsin
грузы?
2
Ф=LI
1258. Объясните превращения энергии:
а) магнитная стрелка поворачивается
перпендикулярно проводнику с током;
б) электромагнит притягивает к себе якорь;
в) От электромагнита отрывают якорь;
Л
г) Магнит притягивает к себе кусок железа.
F = Bqvsin
FА13,14
=BILsin
А Электромагнетизм
Ф
- t
Уроки физики
=



Вторушина С.В. 10 класс (Сила Ампера, сила Лоренца)
ТЕМА: /РЗ/ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО РАЗДЕЛУ
«ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ».
ЦЕЛИ: Умения учащихся решать задачи по разделу.
К=
Алгоритм решения задач .
 = BLvsin

2
LI
2
1.Что? Как?
(Движение или равновесие какого тела Вы описываете?)
2. Почему? Расставить силы!
(Сила – действие другого тела.
Сколько других тел, столько и сил!)
3. Записать уравнение 1 или 2 з-на Ньютона.
4. Вспомнить вопрос задачи и выразить неизвестные!
Ф=LI
F
=
Bqvsin
Л
Все данные и найденное выносить
на рисунок!
FА=BILsin
2. Какой величины ЭДС самоиндукции возбуждается в обмотке
электромагнита с индуктивностью 0,4
Гн при равномерном
изменении (убывании)силы тока в ней на 5 А за 0,02 с?
= -L
I
t
Ф
= N
t
1. Самолет с размахом крыльев 31,7м летит
горизонтально со скоростью 400 км/ч.
Определить разность потенциалов на концах
крыльев, если вертикальная составляющая
индукции магнитного поля Земли
инд= Blvsin
5 • 10 -5 Тл
FА
В
I
Правило левой руки
Задача №1
Ускоренное движение провода вверх
B=20Тл I= 0,5 А
L=0,7 м m =0,4кг а-?
а
В
FA
Mg
1. Что? Как? Проводник двигается ускоренно вверх

3. Почему? FA –Mg = m·а(2 з-н Н)
4. BILsin –Mg = m·а
20Тл·0,5 А·0,7 м – 4Н = 0,4кг·а
1. Что? Как? Если проводник висит

3. Почему? FA –Mg = 0 (1 з-н Н)
Задача № 2
Равновесие провода в магнитном поле

B=20Тл I= 0,5 А
L=0,7 м m =0,4кг -?
N
FA
1.Что? Как?
Проводник покоится!
3.Почему? FA+N+Mg = 0 (1з-н Н)

из треугольника сил
FA=Mg·tg
tg =FA / Mg tg = BIL/ Mg
tg =(20Тл·0,5А·0,7 м)/4Н=7/4=1,75

В
Mg
FA
Mg
N
Задача № 3
Движение электрона в магнитном поле
B=0,2Тл
m= 9,1·10 –31кг;
q=1,6•10 –19Кл
R=0,0002м
v-?
1. Что? Электрон
R 




 а 
 ц


 FЛ 


V


 


 
 
 В
2Как?двигается по окружности
3. Почему? FЛ = m·ац (2 з-н Н)
4. Bqv = m·(v2/R)
v=RBq /m
v=(0,0002·0,2Тл ·1,6•10 –19 Кл)/9,1·10 –31 кг=7·10 6 м/с
v=2 R/Т
Т=2m/(qB)
Т не зависит от скорости частицы
5. Электрон, пройдя из состояния покоя разность
потенциалов 220 В, попадает в однородное
магнитное поле с индукцией 5 • 10 -3 Тл и движется
по круговой траектории радиусам 1 см. Определить
массу электрона.
Заряд электрона 1,6 • 10-19 Кл.
1. Что? Электрон 2Как? разгоняется
R 










 FЛ 
3. Почему? FЭ = m·а (2 з-н Н)
А= е·
тема №12
2
2
mv
mv
0
Е
А=
2
2
см задачу № 3 (движение заряда в
магнитном пале
-

V












В

Fэ
6. Из тонкого провода сделано замкнутое кольцо.
Сопротивление провода 0,02 Ом. При
перемещении кольца в магнитном поле магнитный
поток через кольцо ИЗМЕНИЛСЯ на 6•10-3 Вб.
Какой за это время прошел ЗАРЯД через поперечное
сечение проводника?
Винд
В
Ф
= t
= IR+ Ir
I=
Ф
= t
Ф
r = t
q r=Ф
q
t
ЦИКЛОТРОН
ускоряющий
промежуток
В1
Ф
1.=Что?
- tПротон
ЦИКЛОТРОН
2
LI
К=
(2 з-н Н)
2Как?двигается по окружности
 = BLvsin
3. Почему? FЛ = m·ац
4. Bqv = m·(v2/R)
v=RBq /m
Ф=LI
2
2 R/Т =RBq /m
Т=2m/(qB)
F = Bqvsin
FА=BILsin
Т не зависит от скорости
Л частицы!!!
Металлический стержень длиной l=0,1м и массой
m =10г , подвешенный на двух параллельных
проводящих нитях длиной L =1м, располагается
горизонтально в однородном магнитном поле
с индукцией B=0,1Тл , как показано на рисунке.
Вектор магнитной индукции направлен
вертикально. На какой максимальный угол
отклонятся от вертикали нити подвеса, если по
стержню пропустить ток силой 10 А в течение 0,1
с? Угол α отклонения нитей от вертикали за время
протекания тока мал.
При протекании тока по стержню, находящемуся в магнитном
поле, на него действует сила Ампера: F = IBl = 0,1 Н ,
направленная горизонтально.
cosα =(LВ соответствии со вторым законом Ньютона эта сила вызывает
горизонтальное ускорение стержня, которое в начальный момент
равно:
a =F/m=BIL/m=10 м/с2
h)/L
N 
Так как за время протекания тока угол отклонения нитей FA

мал, влиянием подвеса на движение стержня в
горизонтальном направлении за время t действия силы
Mg
Ампера можно пренебречь и считать это движение
Металлический
стержень длиной
l=0,1м
и массой
равноускоренным. Следовательно,
скорость
стержня
в момент
m
=10г , подвешенный
на двух по
параллельных
выключения
тока можно вычислить
формуле
υ = at=1м/с

В
проводящих
нитях действия
длиной L =1м,
После окончания
силырасполагается
Ампера стержень движется в
горизонтально
однородномна
магнитном
поле тяжести, вподнимаясь
нитях наполе
высоту h, определяемую
сзаконом
индукцией
B=0,1Тл ,энергии:
как показано
на=mgh
рисунке.
h = 5 см cosα = 0,95,
mυ2/2
сохранения
Вектор магнитной индукции направлен вертикально. На
какой максимальный угол отклонятся от вертикали нити т.е. α ≈18°
подвеса, если по стержню пропустить ток силой 10 А
в течение 0,1 с? Угол α отклонения нитей от вертикали
за время протекания тока мал.