Скачать презентацию Практическое занятие 3 Ток в магнитном поле Движение Скачать презентацию Практическое занятие 3 Ток в магнитном поле Движение

зан3 Ток в магнитном поле.pptx

  • Количество слайдов: 31

Практическое занятие 3. Ток в магнитном поле. Движение заряда в магнитном поле. Практическое занятие 3. Ток в магнитном поле. Движение заряда в магнитном поле.

. ОСНОВНЫЕ ФОРМУЛЫ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ • 1. Сила Лоренца: . • Модуль магнитной . ОСНОВНЫЕ ФОРМУЛЫ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ • 1. Сила Лоренца: . • Модуль магнитной составляющей силы Лоренца равен F=q sin , где – угол между векторами и . • 2. Сила Ампера: Модуль этой силы d. F=IBdlsin , Сила взаимодействия на единицу длины двух прямолинейных бесконечно длинных параллельных проводов с токами I 1, I 2 находится по формуле , где d – расстояние между ними.

3. Движение заряженной частицы в статическом магнитном поле 3. Движение заряженной частицы в статическом магнитном поле

СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ Элементарный заряд q=1, 60 10 19 Кл. Масса электрона m=9, 11 10 СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ Элементарный заряд q=1, 60 10 19 Кл. Масса электрона m=9, 11 10 31 кг. Магнитная постоянная Плотность алюминия 0=4 10 7 Гн/м. =2, 6 103 кг/м.

1. (В. 11. 55). Между полюсами электромагнита создается однородное магнитное поле с индукцией В=0, 1. (В. 11. 55). Между полюсами электромагнита создается однородное магнитное поле с индукцией В=0, 1 Тл. По проводнику длиной l=70 см, помещенному перпендикулярно к направлению магнитного поля, течет ток I=70 А. Найти силу F, действующую на провод.

1. (В. 11. 55). Между полюсами электромагнита создается однородное магнитное поле с индукцией В=0, 1. (В. 11. 55). Между полюсами электромагнита создается однородное магнитное поле с индукцией В=0, 1 Тл. По проводнику длиной l=70 см, помещенному перпендикулярно к направлению магнитного поля, течет ток I=70 А. Найти силу F, действующую на провод. Решение. На проводник длиной l, помещенный в однородное магнитное поле с индукцией B, по которому течет ток I, действует сила Ампера F=IBlsin , так как направление тока перпендикулярно направлению магнитного поля, то =90°. F=IBl=70· 0, 1· 0, 7=4, 9 H.

2. Отрезок проводника длиною l=1 м с током I 2=2 А расположен перпендикулярно бесконечно 2. Отрезок проводника длиною l=1 м с током I 2=2 А расположен перпендикулярно бесконечно длинному прямому проводу с током I 1=1 А на расстоянии d=1 м. Определить силу, действующую на этот отрезок проводника со стороны бесконечного провода.

2. Отрезок проводника длиною l=1 м с током I 2=2 А расположен перпендикулярно бесконечно 2. Отрезок проводника длиною l=1 м с током I 2=2 А расположен перпендикулярно бесконечно длинному прямому проводу с током I 1=1 А на расстоянии d=1 м. Определить силу, действующую на этот отрезок проводника со стороны бесконечного провода. Решение. На расстоянии x от бесконечно длинного прямого провода индукция магнитного. поля равна В На элемент отрезка проводника длины dl, который находится на расстоянии x, действует сила Подставив индукцию B, просуммируем по всем элементам dl, отрезка проводника длины l.

3. (Ч. 22. 3). Квадратная проволочная рамка расположена в одной плоскости с длинным прямым 3. (Ч. 22. 3). Квадратная проволочная рамка расположена в одной плоскости с длинным прямым проводником так, что две ее стороны параллельны проводнику. По рамке и проводнику текут одинаковые токи I=1 к. А. Определить силу F, действующую на рамку, если ближайшая к проводнику сторона рамки находится на расстоянии, равном ее длине.

3. (Ч. 22. 3). Квадратная проволочная рамка расположена в одной плоскости с длинным прямым 3. (Ч. 22. 3). Квадратная проволочная рамка расположена в одной плоскости с длинным прямым проводником так, что две ее стороны параллельны проводнику. По рамке и проводнику текут одинаковые токи I=1 к. А. Определить силу F, действующую на рамку, если ближайшая к проводнику сторона рамки находится на расстоянии, равном ее длине. Решение. На элемент длиной dx, находящийся на расстоянии х от бесконечного проводника с током I, действует сила Ампера d. F=IB(x)dxsin , B(x)= 0 I/(2 x) =90 o На два элемента рамки длиной dx, расположенных на ее противоположных сторонах, перпендикулярных бесконечно длинному проводнику, действуют две силы d , одинаковые по величине и противоположные по направлению. Результирующая сила, действующая на контур вдоль бесконечно длинного проводника, равна нулю.

Найдем результирующую силу, действующую на контур поперек провода. F=10 7 106=0, 1 Н Найдем результирующую силу, действующую на контур поперек провода. F=10 7 106=0, 1 Н

4. Проводник в виде тонкого полукольца радиусом R=10 см находится в однородном магнитном поле 4. Проводник в виде тонкого полукольца радиусом R=10 см находится в однородном магнитном поле с индукцией В=50 м. Тл. По проводнику течет ток I=10 А. Найти силу F, действующую на проводник, если плоскость полукольца перпендикулярна линиям индукции, а подводящие провода находятся вне поля.

4. Проводник в виде тонкого полукольца радиусом R=10 см находится в однородном магнитном поле 4. Проводник в виде тонкого полукольца радиусом R=10 см находится в однородном магнитном поле с индукцией В=50 м. Тл. По проводнику течет ток I=10 А. Найти силу F, действующую на проводник, если плоскость полукольца перпендикулярна линиям индукции, а подводящие провода находятся вне поля. Решение. d. Fx=IBdlcos , угол между вектором d. F и осью Оx. dl = Rd d. Fx = IBRcos d F =2 IBR =2 10 50 10 3 0, 1=0, 1 Н.

5. Сила натяжения, которую выдерживает проводник, согнутый в виде кольца радиусом R=10 см, равна 5. Сила натяжения, которую выдерживает проводник, согнутый в виде кольца радиусом R=10 см, равна F=1 Н. Найти предельно допустимый ток, способный разорвать проводник, если индукция магнитного поля, перпендикулярная плоскости кольца, равна В=1 Тл.

5. Сила натяжения, которую выдерживает проводник, согнутый в виде кольца радиусом R=10 см, равна 5. Сила натяжения, которую выдерживает проводник, согнутый в виде кольца радиусом R=10 см, равна F=1 Н. Найти предельно допустимый ток, способный разорвать проводник, если индукция магнитного поля, перпендикулярная плоскости кольца, равна В=1 Тл. Решение. Если разрезать кольцо на две половинки, то действие одной половинки на другую в магнитном поле можно заменить двумя силами равными F=IBR, действующими по касательной на два конца полукольца. В этом случае полукольцо, на которое действуют эти силы, будет оставаться в магнитном поле неподвижным. Очевидно, две эти силы являются силами натяжения. Поэтому предельно допустимый ток равен I=F/BR=1/0, 1=10 A.

6. (B. 11. 59) Прямолинейный алюминиевый провод площадью поперечного сечения S=1 мм 2 лежит 6. (B. 11. 59) Прямолинейный алюминиевый провод площадью поперечного сечения S=1 мм 2 лежит на горизонтальной опоре, выполненной из диэлектрика. Провод перпендикулярен магнитному меридиану, и по нему течет ток (с запада на восток) I = 1, 6 А. Во сколько раз увеличится сила нормальной реакции опоры, приходящейся на единицу длины провода, если ток выключить? Горизонтальная составляющая напряженности земного магнитного поля Н=15 А/м.

6. (B. 11. 59) Прямолинейный алюминиевый провод площадью поперечного сечения S=1 мм 2 лежит 6. (B. 11. 59) Прямолинейный алюминиевый провод площадью поперечного сечения S=1 мм 2 лежит на горизонтальной опоре, выполненной из диэлектрика. Провод перпендикулярен магнитному меридиану, и по нему течет ток (с запада на восток) I = 1, 6 А. Во сколько раз увеличится сила нормальной реакции опоры, приходящейся на единицу длины провода, если ток выключить? Горизонтальная составляющая напряженности земного магнитного поля Н=15 А/м. Решение. : После выключения тока нормальная реакция равна силе тяжести Когда по проводу течет ток, . нормальная реакция уменьшается.

7. (В. 11. 69) Электрон, ускоренный разностью потенциалов U=1 к. В, влетает в однородное 7. (В. 11. 69) Электрон, ускоренный разностью потенциалов U=1 к. В, влетает в однородное магнитное поле, направление которого перпендикулярно к направлению его движения. Индукция магнитного поля. B=1, 19 м. Тл. Найти радиус окружности, по которой движется электрон, период обращения и момент импульса электрона относительно центра окружности

7. (В. 11. 69) Электрон, ускоренный разностью потенциалов U=1 к. В, влетает в однородное 7. (В. 11. 69) Электрон, ускоренный разностью потенциалов U=1 к. В, влетает в однородное магнитное поле, направление которого перпендикулярно к направлению его движения. Индукция магнитного поля. B=1, 19 м. Тл. Найти радиус окружности, по которой движется электрон, период обращения и момент импульса электрона относительно центра окружности. Решение:

8. Электрон движется в магнитном поле с индукцией B = 0, 03 Тл по 8. Электрон движется в магнитном поле с индукцией B = 0, 03 Тл по окружности радиуса R = 10 см. Считая движение электрона релятивистским, определить его импульс и скорость.

8. Электрон движется в магнитном поле с индукцией B = 0, 03 Тл по 8. Электрон движется в магнитном поле с индукцией B = 0, 03 Тл по окружности радиуса R = 10 см. Считая движение электрона релятивистским, определить его импульс и скорость. Решение:

9. (В. 11. 83). Пучок электронов, ускоренных разностью потенциалов U=300 В, влетает в однородное 9. (В. 11. 83). Пучок электронов, ускоренных разностью потенциалов U=300 В, влетает в однородное магнитное поле, направленное от чертежа к нам. Ширина области, в которой создано поле, b=2, 5 см. В отсутствие магнитного поля пучок электронов дает светящееся пятно в точке А флюоресцирующего экрана, расположенного на расстоянии l=5 см от края полюсов магнита. При включении магнитного поля пятно смещается в точку В. Найти смещение пучка электронов АВ, если известно, что индукция магнитного поля B=15, 6 мк. Тл.

9. (В. 11. 83). Пучок электронов, ускоренных разностью потенциалов U=300 В, влетает в однородное 9. (В. 11. 83). Пучок электронов, ускоренных разностью потенциалов U=300 В, влетает в однородное магнитное поле, направленное от чертежа к нам. Ширина области, в которой создано поле, b=2, 5 см. В отсутствие магнитного поля пучок электронов дает светящееся пятно в точке флюоресцирующего экрана, расположенного на расстоянии l=5 см от края полюсов магнита. При включении магнитного поля пятно смещается в точку. Найти смещение пучка электронов, если известно, что индукция магнитного поля B=15, 6 мк. Тл. Решение Общее смещение электрона AB x=x 1+x 2. В области магнитного поля электрон движется по окружности радиуса

10. (Ч. 23. 38). Заряженная частица прошла ускоряющую разность потенциалов U=100 В и влетела 10. (Ч. 23. 38). Заряженная частица прошла ускоряющую разность потенциалов U=100 В и влетела в скрещенные под прямым углом электрическое E=10 к. В/м и магнитное B=0, 1 Тл поля. Найти отношение заряда частицы к ее массе, если, двигаясь перпендикулярно обоим полям, частица не испытывает отклонений от прямолинейной траектории.

10. (Ч. 23. 38). Заряженная частица прошла ускоряющую разность потенциалов U=100 В и влетела 10. (Ч. 23. 38). Заряженная частица прошла ускоряющую разность потенциалов U=100 В и влетела в скрещенные под прямым углом электрическое E=10 к. В/м и магнитное B=0, 1 Тл поля. Найти отношение заряда частицы к ее массе, если, двигаясь перпендикулярно обоим полям, частица не испытывает отклонений от прямолинейной траектории. Решение

Домашнее задание: • Занятие 3 : 11 А и задачи группы Б Домашнее задание: • Занятие 3 : 11 А и задачи группы Б