Методические материалы к разделу: "Магнитное поле. Сила Ампера. Сила Лоренца"(11 класс)

Основы электродинамики Магнитное поле

Полюса магнита

Опыты Эрстеда. Открытие  электромагнетизма

1. При смене направления тока в проводнике мы увидим, что стрелка опять стремится развернуться перпендикулярно проводнику, но при этом ее полюса меняются местами. 3. металлы, которые никогда не обнаруживали магнитных свойств, приобретают их, когда через них протекает электрический ток 2. Если расстояние от проволоки до стрелки не превосходит 2-х сантиметров, отклонение стрелки составляет 45°. Если расстояние увеличивать, то угол пропорционально уменьшается. Абсолютная величина отклонения изменяется в зависимости от мощности тока

Расположение стрелки по диаметру

Из опытов Эрстеда вытекают следующие  выводы:  1 – электричество и магнетизм тесно взаимосвязаны друг с другом;  2 – электрический ток оказывает магнитное действие;  3 – вокруг проводника с током возникают магнитные силы, или, говоря современным языком, возникает магнитное поле;  4 – магнитное поле вокруг проводника с током носит вихревой характер.

Направление силовых линий магнитного  поля

Если обхватить проводник правой рукой,  направив отогнутый большой палец по  направлению тока, то направление  обхвата проводника покажет  направление линий магнитного поля.

Если ввинчивать буравчик по направлению  тока в проводнике, то направление  движения рукоятки буравчика укажет  направление линий магнитного поля.

Взаимодействие токов. Закон Ампера  два параллельных проводника с током притягиваются, если токи в них направлены в одном направлении, и отталкиваются, если тоги направлены в разных направлениях

закон Ампера Сила взаимодействия двух параллельных проводников с токами пропорциональна величинам токов в элементарных отрезках и обратно пропорциональна расстоянию между элементами проводников.

 Ампер есть сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 метр один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 метр силу взаимодействия, равную 2·10−7 ньютона.

Магнитное поле кругового тока (виток с током)

Вектор магнитной индукции  Отношение момента сил, действующих на виток, к произведению площади витка на величину тока остается величиной постоянной для данной пары магнитов.

Вектор магнитной индукции

Если четырьмя  пальцами правой  руки обхватить  виток так, чтобы  пальцы указывали  направление тока в  витке, то  отставленный на  90 градусов  большой палец  укажет  направление  вектора магнитной  индукции

Соленоид

Действие магнитного поля на  проводник с током

Правило левой руки

сила Ампера Сила, действующая со стороны магнитного поля на элемент тока, расположенный в этом поле, численно равна произведению модуля вектора магнитной индукции на величину тока и длину элемента тока, и на синус угла между направлением вектора магнитной индукции и направлением тока

Сонаправленные токи