Практическая работа № 4 Изображение магнитного поля тока. Ускорители заряженных частиц. Определение силы Ампера и силы Лоренца.

Занятие 15,   *ЕН.03 Физика

Практическая работа № 4 Изображение магнитного поля тока. Ускорители заряженных частиц.

Определение силы Ампера и силы Лоренца.

1.                                  Изучить материал Практической работы № 4 Изображение магнитного поля тока. Ускорители заряженных частиц. Определение силы Ампера и силы Лоренца, [2] (стр.247-258); [6] (181-191).

2.                 Посмотреть видеоурок по ссылке

https://www.youtube.com/watch?v=BZZZraFiNg8

https://www.youtube.com/watch?v=VtS40_i1bmw

https://www.youtube.com/watch?v=WG4hZcCdIKU&list=PLYLAAGsAQhw_clhMs2ShkQayZK3xIGiSf&index=5

https://www.youtube.com/watch?v=5yISVyp3MGU&list=PLYLAAGsAQhw_clhMs2ShkQayZK3xIGiSf&index=3

https://www.youtube.com/watch?v=VJKy6nR22IA

3.                 Сделать краткий конспект лекции в рабочей тетради в виде примеров решения задач.

4.                 Ответить на вопросы для самоконтроля.

5.                 Решить задачи для самостоятельного решения.

6.                 Ответить на вопросы онлайн-теста по ссылке https://onlinetestpad.com/ru/testview/15285-magnetizm-i-elektromagnetizm

7.                 Ответы, фото конспекта выслать на почту преподавателя slehekha@yandex.ru.

Практическая работа № 4 Изображение магнитного поля тока. Ускорители заряженных частиц.

Определение силы Ампера и силы Лоренца.

Цель занятия - ознакомиться со свойствами магнитного поля. Научиться рассчитывать индукцию магнитного поля, созданного проводником с током; силы, с которой взаимодействуют токи; овладеть элементарными навыками расчета траекторий заряженных частиц, движущихся в однородных электрических и магнитных полях.

Методические указания к организации самостоятельной работы

При подготовке к занятию ознакомиться с контрольными вопросами и задачами. Изучить соответствующий теоретический материал по конспектам. Уяснить, что проводники с током, то есть движущиеся электрические заряды, взаимодействуют с помощью магнитного поля. Основной характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции В. Индукция магнитного поля, созданного током, проходящим по участку проводника dL вычисляется по закону Био - Савара -Лапласа.

Уяснить понятие магнитного потока через поверхность dS и сравнить магнитный поток через замкнутую поверхность с потоком вектора напряженности электрического поля через замкнутую поверхность.

Научиться использовать закон полного тока и выяснить его физическое смысл. Научиться находить индукцию магнитного поля В с помощью закона полного тока.

Также при подготовке к практическому занятию необходимо ознакомиться с контрольными вопросами и задачами. При изучении теоретического материала следует учесть, что если заряженная частица движется  в электрическом поле под действием электрической силы, ее скорость может достигать значений, близких к скорости света. В этом случае надо пользоваться релятивистским уравнением движения. Когда частица движется в магнитном поле, на нее действует магнитная сила Лоренца.

План

1.                 Решение задач на определение основных характеристик магнитного поля.

2.                 Решение задач на закон Ампера и силу Лоренца.

1.Решение задач на определение основных характеристик магнитного поля.

Примеры решения задач

 Задача 1. В однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл равномерно вращается рамка, содержащая 1000 витков. Площадь рамки 150 см². Рамка делает 10 об/с. Определить мгновенное значение ЭДС индукции, соответствующее углу поворота рамки в 30⁰ (рис. 5.1).

Дано:  

Найти:

Решение

Мгновенное значение ЭДС индукции  определяется законом электромагнитной индукции Фарадея         

где - потокосцепление, связанное с потоком Ф индукции магнитного поля соотношением                  

При вращении рамки магнитный поток, пронизывающий контур, изменяется со временем по гармоническому закону

   где  - циклическая частота.

Таким образом,    

Подставляя в эту формулу исходные данные, получим:

              Ответ:

2.Решение задач на закон Ампера и силу Лоренца.

Задача 2. В однородном магнитном поле с индукцией 0,3 Тл помещена прямоугольная рамка с подвижной стороной, длина которой 15 см. Определить ЭДС индукции, возникающую в рамке, если ее подвижная сторона перемещается перпендикулярно линиям магнитной индукции со скоростью 10 м/с (рис. 5.1).

Дано:

Найти:

Решение

Согласно закону электромагнитной индукции

 где

Ответ:

Задачи для самостоятельного решения

1. В однородном магнитном поле с индукцией  перпендикулярно полю движется проводник длиной . Какая ЭДС наводится в проводнике к моменту, когда он переместится на ? Начальная скорость проводника , ускорение . (Ответ: ).

2. Самолет летит горизонтально со скоростью . Определить ЭДС индукции, возникающей на крыльях самолета, если их размах составляет , а модуль вертикальной составляющей магнитного поля Земли  . (Ответ: ).

3. Прямоугольная проволочная рамка со стороной l находится в магнитном поле с индукцией

В, линии которой перпендикулярны к плоскости рамки. По рамке без нарушения контакта скользит с постоянной скоростью v перемычка ab сопротивлением R (рис.). Определить ток через перемычку. Сопротивлением остальных частей рамки пренебречь. (Ответ: ).

Контрольные вопросы и задания

1. Что представляет собой магнитное поле? Каковы его свойства?

2. Какую величину называют вектором магнитной индукции? Как определить ее направление?

3. Какие поля называют вихревыми?

4. Сформулируйте закон Био - Савара - Лапласа.

5. Действие магнитного поля на прямолинейный проводник с током. Закон Ампера.

6. Рассчитайте силу взаимодействия двух проводников с токами.

7. Что называют магнитным потоком? В каких единицах его измеряют?

8. Чему равна работа по перемещению проводника с током в магнитном поле?

9. Закон полного тока.

10. Магнитное поле и энергия поля внутри соленоида.

11. Действие магнитного поля на контур с током.

12. Какая сила действует на заряженную частицу в электрическом поле?

13. Как определяется работа, выполняемая электрическим полем над заряженной частицей?

14. Какая сила действует на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле?

15. Чему равна работа, выполняемая магнитным полем над заряженной частицей, которая движется в этом поле?

16. Запишите в векторной форме результирующую силу, которая действует на заряженную частицу в электромагнитном поле.

17. Как определяют направление силы Лоренца, действующую на негативные и позитивные частицы, движущиеся в магнитном поле?

Скачано с www.znanio.ru