Site Loader

Содержание

Правило левой руки для протона. Правило буравчика, правой и левой руки

В физике и электротехнике широко используются различные приемы и способы, позволяющие определить одну из характеристик магнитного поля — направленность напряженности. С этой целью используется закон буравчика, правой и левой руки. Данные способы позволяют получить довольно точные результаты.

Правило буравчика и правой руки

Закон буравчика используется для определения направленности напряженности магнитного поля. Оно работает при условии прямолинейного расположения магнитного поля, относительно проводника с током.

Это правило заключается в совпадении направленности магнитного поля с направленностью рукоятки буравчика, при условии вкручивания буравчика с правой нарезкой в направлении электрического тока. Данное правило применяется и для соленоидов. В этом случае, большой палец, оттопыренный на правой руке, указывает направление линий . При этом, соленоид обхватывается так, что пальцы указывают направление тока в его витках. Обязательным условием является превышение длиной катушки ее диаметра.


Правило правой руки противоположно правилу буравчика. При обхватывании исследуемого элемента, пальцы в сжатом кулаке указывают направление магнитных линий. При этом, учитывается поступательное движение по направлению магнитных линий. Большой палец, который отогнут на 90 градусов по отношению к ладони, указывает направление .

При движущемся проводнике, силовые линии перпендикулярно входят в ладонь. Большой палец руки вытянут перпендикулярно, и указывает направление движения проводника. Оставшиеся четыре оттопыренных пальца, расположены в направлении индукционного тока.

Правило левой руки

Среди таких способов, как правило буравчика, правой и левой руки, следует отметить правило левой руки. Для того, чтобы это правило работало, необходимо расположить левую ладонь таким образом, чтобы направление четырех пальцев было в сторону электрического тока в проводнике. Индукционные линии входят в ладонь перпендикулярно под углом 900.

Большой палец отогнут, и указывает направление силы, действующей на проводник. Обычно, этот закон применяется, когда нужно определить направление отклонения проводника. В данной ситуации проводник располагается между двумя магнитами и по нему пропущен электрический ток.

Правило левой руки формулируется еще и таким образом, что четыре пальца на левой руке располагаются в направлении, куда движутся положительные или отрицательные частицы электрического тока. Индукционные линии, как и в других случаях, должны перпендикулярно располагаться относительно ладони и входить в нее. Большой оттопыренный палец указывает на направление силы Ампера или Лоренца.

Магнитное поле действует на проводник с током. Силу, которая возникает при этом, называют силой Ампера .

Сила Ампера действует на про-водник с током в магнитном поле.

Исследуем, от чего зависит модуль и направление данной силы. С этой целью используем установку, в которой прямо-линейный проводник подвешен на тонких проволочках в магнитном поле постоянного магнита (рис. 6.16). Гибкие проволочки, присоединенные к концам проводника, по-зволяют включать его в электрическую цепь, сила тока в которой регулируется с помощью реостата и измеряется ампермет-ром.

Легкая, но жесткая тяга соединяет про-водник с чувствительным измерителем силы.

Замкнув электрическую цепь, в которую входит исследуемый проводник, увидим, что он отклонится от положения равно-весия, а измеритель покажет определенное значение силы. Увеличим силу тока в про-воднике в 2 раза и увидим, что сила, дейст-вующая на проводник, также увеличится в 2 раза. Любые другие изменения силы тока в проводнике вызовут соответствующие изме-нения силы, которая действует на провод-ник. Сопоставление полученных результатов позволяет сделать вывод, что сила

F, дейст-вующая в магнитном поле на проводник с током, пропорциональна силе тока I в нем:

Сила Ампера пропорциональна силе тока в проводнике.

Расположим еще один магнит рядом с первым. Длина той части проводника, которая находится в магнитном поле, уве-личится приблизительно в 2 раза. Значение силы, действующей на проводник, также увеличится приблизительно в два раза. Та-ким образом, сила F, действующая на про-водник с током в магнитном поле, про-порциональна длине части проводника Δ l , которая находится в магнитном поле:

F ~ Δ l.

Сила Ампера пропорциональна длине активной части провод-ника.

Сила увеличится также тогда, когда при-меним другой, более «сильный» магнит с большей магнитной индукцией. Это позво-ляет сделать вывод о зависимости силы F от магнитной индукции поля B:

F ~ B. Материал с сайта

Максимальной сила будет тогда, когда между магнитной индукцией и проводни-ком угол α = 90°. Если же этот угол равен нулю, то есть магнитная индукция будет па-раллельной проводнику, то сила будет равна нулю. Отсюда нетрудно сделать вывод о за-висимости силы Ампера от угла между маг-нитной индукцией и проводником.

Окончательно формула для расчета силы Ампера будет иметь вид

F А = BI Δ l .

sin α .

Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки (рис. 6.17).

Правило левой руки. Если левую руку разместить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а четыре пальца показывали направление тока, то отставленный большой палец пока-жет направление силы, действующей на про-водник с током в магнитном поле.

Сила Лоренца Сила Лоренца Модуль силы Лоренца. Модуль силы Лоренца. Направление силы Лоренца Направление силы Лоренца Правило левой руки Правило левой руки Плоские траектории движения заряженных частиц в однородном магнитном поле Плоские траектории движения заряженных частиц в однородном магнитном поле Вопросы по теме. Вопросы по теме. Сила Лоренца Сила Лоренца Модуль силы Лоренца. Модуль силы Лоренца. Направление силы Лоренца Направление силы Лоренца Правило левой руки Правило левой руки Плоские траектории движения заряженных частиц в однородном магнитном поле Плоские траектории движения заряженных частиц в однородном магнитном поле Вопросы по теме.

Вопросы по теме.

Сила Лоренца — сила, действующая на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля. Х.Лоренц ()–голландский физик, основатель электронной теории строения вещества.

Если кисть левой руки расположить так, что четыре вытянутых пальца указывают направление скорости положительного заряда, а вектор магнитной индукции входит в ладонь, то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы действующей на данный заряд.

Плоские траектории движения заряженных частиц в однородном магнитном поле Заряженная частица влетающая в однородное магнитное поле параллельно линиям магнитной индукции, движется равномерно вдоль этих линий. Вращение отрицательного заряда по окружности происходит в направлении противоположенном вращению положительного заряда (рис.в)

1. Каким образом, зная силу Ампера, можно найти силу Лоренца? 2. Дайте определение силе Лоренца. Чему равен её модуль? 3. Как определяется направление силы Лоренца с помощью правила левой руки? 4. Почему заряженная частица, влетающая в однородное магнитное поле в плоскости, перпендикулярно линиями магнитной индукции, движется по окружности? В каком случае частица движется в магнитном поле прямолинейно? 5. Докажите, что период обращения по окружности заряженной частицы в поперечном магнитном поле не зависит от её скорости.

Обнаружение магнитного поля по его действию на проводник с током :: Класс!ная физика

ОБНАРУЖЕНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ПО ЕГО ДЕЙСТВИЮ НА ПРОВОДНИК С ТОКОМ

На проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила Ампера.

Вспомни прошлый учебный год:

действие магнитного поля на проводник с током;

постоянные магниты.

ПРАВИЛО ЛЕВОЙ РУКИ
для проводника с током

служит для определения направления силы Ампера, действующей на проводник с током

в магнитном поле.

Если ЛЕВУЮ РУКУ расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по току, то отставленный на 90 градусов большой палец покажет направление действующей на проводник силы.

ПРАВИЛО ЛЕВОЙ РУКИ
для заряженной частицы

служит также для определения направления силы, действующей на отдельную заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле.

Если ЛЕВУЮ РУКУ расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по движению положительно заряженной частицы (или против движения отрицательно заряженной частицы) , то отставленный на 90 градусов большой палец покажет направление действующей на частицу силы.


КНИЖНАЯ ПОЛКА

Тайны магнита.

ПОПРОБУЙ СДЕЛАТЬ, ВДРУГ ПРИГОДИТСЯ !

1.Определите направление силы, действующей на проводник с током со стороны магнитного поля.

2 .В какую сторону отклонится электрон под действием магнитного поля?

3. Укажите направление силы, с которой магнитное поле действует на частицу.

4.Укажите направление магнитных линий магнитного поля.

5. Укажите направление тока в проводнике.

ЗНАЕШЬ ЛИ ТЫ ?

Учеными из США разработан светочувствительный пластиковый магнит, работающий при температуре — 75 К. Магнитные свойства нового магнита увеличиваются в 1,5 раза при облучении лучами синего цвета. Зеленый цвет производит обратный эффект.

Устали? — Отдыхаем!

Правило левой руки




Проводник с током в магнитном поле. Магнитная индукция.


Если проводник, по которому проходит электрический ток, внести в магнитное поле, то в результате взаимодействия магнитного поля и проводника с током проводник будет перемещаться в ту или иную сторону.
Направление перемещения проводника зависит от направления тока в нем и от направления магнитных линий поля.

Допустим, что в магнитном поле магнита NS находится проводник, расположенный перпендикулярно плоскости рисунка; по проводнику протекает ток в направлении от нас за плоскость рисунка.

Ток, идущий от плоскости рисунка к наблюдателю, обозначается условно точкой, а ток, направляющийся за плоскость рисунка от наблюдателя,— крестом.


Движение проводника с током в магнитном поле
1 — магнитное поле полюсов и тока проводника,
2 — результирующее магнитное поле.

Всегда всё уходящее на изображениях обозначается крестом,
а направленное на смотрящего — точкой.

Под действием тока вокруг проводника образуется свое магнитное поле рис.1.
Применяя правило буравчика, легко убедиться, что в рассматриваемом нами случае направление магнитных линий этого поля совпадает с направлением движения часовой стрелки.

При взаимодействии магнитного поля магнита и поля, созданного током, образуется результирующее магнитное поле, изображенное на рис.2.
Густота магнитных линий результирующего поля с обеих сторон проводника различна. Справа от проводника магнитные поля, имея одинаковое направление, складываются, а слева, будучи направленными встречно, частично взаимно уничтожаются.

Следовательно, на проводник будет действовать сила, большая справа и меньшая слева. Под действием большей силы проводник будет перемещаться по направлению силы F.

Перемена направления тока в проводнике изменит направление магнитных линий вокруг него, вследствие чего изменится и направление перемещения проводника.

Для определения направления движения проводника в магнитном поле можно пользоваться правилом левой руки, которое формулируется следующим образом:

Если расположить левую руку так, чтобы магнитные линии пронизывали ладонь, а вытянутые четыре пальца указывали направление тока в проводнике, то отогнутый большой палец укажет направление движения проводника.

Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, зависит как от тока в проводнике, так и от интенсивности магнитного поля.

Основной величиной, характеризующей интенсивность магнитного поля, является магнитная индукция В. Единицей измерения магнитной индукции является тесла (Тл=Вс/м2).

О магнитной индукции можно судить по силе действия магнитного поля на проводник с током, помещенный в это поле. Если на проводник длиной 1 м и с током 1 А, расположенный перпендикулярно магнитным линиям в равномерном магнитном поле, действует сила в 1 Н (ньютон), то магнитная индукция такого поля равна 1 Тл (тесла).

Магнитная индукция является векторной величиной, ее направление совпадает с направлением магнитных линий, причем в каждой точке поля вектор магнитной индукции направлен по касательной к магнитной линии.

Сила F, действующая на проводник с током в магнитном поле, пропорциональна магнитной индукции В, току в проводнике I и длине проводника l, т. е.
F=BIl.

Эта формула верна лишь в том случае, когда проводник с током расположен перпендикулярно магнитным линиям равномерного магнитного поля.
Если проводник с током находится в магнитном поле под каким-либо углом а по отношению к магнитным линиям, то сила равна:
F=BIl sin a.
Если проводник расположить вдоль магнитных линий, то сила F станет равной нулю, так как а=0.
(Подробно и доходчиво в видеокурсе «В мир электричества — как в первый раз!»)


39 — сила Ампера • 31415.

ru

Сила Ампера - сила воздействия магнитного поля на проводник с током.

I — ток в проводнике, А (Ампер)
B — индукция магнитного поля, Тл (Тесла)
L — длина проводника, м (метр)
На провод с током со стороны магнита действует сила 1 Ньютон, если по проводу протекает ток 1 Ампер, длина провода 1 метр и магнитная индукция магнита 1 Тесла.

Возникновение магнитного поля вокруг проводника с током — это одно из самых удивительных явлений в физике. Первым открыл это явление датский физик Ханс Кристиан Эрстед в 1820 году. Проводя эксперименты с электричеством, он заметил что стрелка компаса реагирует на протекание тока по проводнику.

Электромагнит — является примером использования силы Ампера. Сила электромагнита прямо пропорциональна длине проводника L и силе тока I, протекающего через проводник.

Сила Ампера направлена перпендикулярна току и линиям магнитной индукции B. Для определения направления силы Ампера, используют правило левой руки.

Правило левой руки гласит: «Если линии магнитной индукции входят в ладонь, а четыре пальца направлены вдоль тока, то большой палец покажет направление силы Ампера».

Для использования этого правила нужно запомнить, что линии магнитной индукции (обозначаются буквой B) направлены от северного полюса к южному, то есть СТРОГО НА ЮГ. Это легко запомнить, потому что «Строго на юг» — так называется известный детективный сериал о приключениях канадского полицейского с волком.

Электрический ток принято считать направленным от плюса к минусу. При использовании правила левой руки нужно использовать именно такое направление тока.

Сила Ампера определяется только перпендикулярной составляющей магнитной индукции к току. Если линии индукции магнитного поля B направлены к току I под углом больше или меньше 90 градусов, то в формуле для силы Ампера, нужно вычислять проекцию вектора индукции B на перпендикуляр к проводнику.

Лекция о магнитном поле.

 

Эксперимент с проводником в магнитном поле

 

Эксперимент с рамкой в магнитном поле

 

Задача 39.
На проводник с током, расположенный в однородном магнитном поле под углом 300 к магнитным линиям, действует сила 10 Н. Какая сила будет действовать на проводник, если в три раза увеличить угол между проводником и магнитными линиями.
Показать ответОтвет: F=20 Н
 

 

 

1. Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток. Правило левой руки

Магнитное поле, как мы выяснили, — это особый вид материи, существующий независимо от нашего сознания. Магнитное поле можно изобразить с помощью линий магнитного поля. А можно ли обнаружить магнитное поле?

Соберём электрическую цепь. Пока ключ не замкнут, ничего с проводником не происходит. Если замкнуть ключ, проводник начнёт двигаться внутрь магнита. Если поменять полюса источника тока, проводник будет двигаться в противоположную сторону.

 

Рис. \(1\). Проводник без тока в магнитном поле

 

Рис.  \(2\). Проводник с током в магнитном поле

 

Опыт демонстрирует воздействие магнитного поля на часть проводника, помещённого в поле подковообразного магнита.

  1. При отсутствии электрического тока в проводнике он висит неподвижно. Магнитное поле не воздействует на проводник.

  2. При замыкании ключа ток идёт от положительного полюса источника напряжения по красному проводу к проводнику. Поле постоянного магнита притягивает проводник. Проводник изменил своё положение.

Магнитное поле обнаруживается по его воздействию на проводник с током.

Движение проводника вызвано действием на него магнитного поля со стороны дугового магнита. Если поменять местами полюсы магнита, проводник меняет направление движения на противоположное.

Направление тока в проводнике, направление линий магнитного поля и направление силы, действующей на проводник с током, связаны между собой.

На проводник с током, находящимся в магнитном поле, действует сила Ампера, направление которой определяется правилом левой руки.

Правило левой руки для проводника с током

Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь перпендикулярно ей, а четыре пальца указывали направление тока, то отставленный большой палец покажет направление действующей на проводник силы Ампера.

Рис. \(3\). Правило левой руки

 

На направление тока указывает направление движения положительно заряженных частиц. На заряженные частицы, движущиеся в магнитном поле, действует сила Лоренца. Направление силы Лоренца также определяется по правилу левой руки.

Правило левой руки для заряженной частицы, движущейся в магнитном поле
Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно ей, а четыре пальца были направлены по движению положительно заряженной частицы (или против движения отрицательно заряженной частицы), то отставленный большой палец покажет направление действующей на проводник силы.

Если заряженная частица движется вдоль линии магнитного поля, то сила со стороны магнитного поля не действует.

 

Правило левой руки презентация. Правило левой руки

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com


Подписи к слайдам:

Физический диктант. Причиной возникновения магнитного поля в проводнике является… Однородное магнитное поле-это… В какой точке действие магнитного поля наибольшее? Причиной возникновения магнитного поля в постоянной магните является… Неоднородное магнитное поле-это… В какой точке действие магнитного поля наименьшее? А В С I А В С

Физический диктант 4. Сформулировать правило буравчика. 5. Определить направление магнитных линий в т. О. 4. Сформулировать правило правой руки. 5. Определить направление магнитных линий в т. О. О I О I

03.05.17 Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток. Правило левой руки.

Силу, действующую на проводник с током со стороны магнитного поля, называют силой Ампера. Ампер Андре Мари (1775-1836 г.г.)

Правило левой руки для тока:

Силу, действующую на движущиеся заряженные частицы со стороны магнитного поля, называют силой Лоренца Хе́ндрик А́нтон Ло́ренц (1853-1928 г.г.)

Правило левой руки для частиц:

Домашнее задание: § 45, Упр. 36 (3,4,5).

Задание 1: определить направление действия силы Ампера. N S I

Задание 2: определить направление тока в проводнике. N S I

Задание 3: определить направление действия силы Лоренца. +

Задание 4: определить направление движения частицы. —


По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Урок физики 9 класс. «Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток. Правило левой руки»

Урок физики 9 класс.«Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток. Правило левой руки»Учитель физики Даузе М.Г. МБОУ «Краснохолмская сош №2 им. С.Забавина»Цели урока:Образоват…

Данная разработка полностью охватывает повторение темы магнитное поле и его графическое изображение, а также знакомит ребят с новыми понятиями, как силы Ампера и Лоренца. В данном уроке отрабаты…

«Магнитное поле физика» — Точнее, магнитные поля являются необходимым следствием существования электрических полей. Фотографирование невозможных объектов. Можно ли увидеть магнитное поле. Можно также рассматривать магнитное поле, как составляющую электрического поля. Происходить отклонение электронного пучка магнитным полем.

«Магнитное поле урок физики» — Проверьте и сделайте вывод. Цель урока. Ганс христиан эрстед (1777 – 1851). Урок физики по теме «магнитное поле тока». О б о р у д о в а н и е. Сделать вывод о причинах вращения стрелки. Систематизировать понятие «магнитное поле» с точки зрения идей мировоззренческого характера. S. Поменять полярность.

«Физика Сила Лоренца» — Классическая масса тела: © Репченко Олег Николаевич, 2005, www. fieldphysics.ru. В Полевой физике доказывается, что использование полевой добавки к массе математически эквивалентно релятивистской зависимости массы от скорости: В согласии с указанной логикой Полевая физика приводит к следующему выражению для силы Лоренца:

«Магнитное поле» — 23. Контур ориентируется в данной точке поля только одним способом. Т о к направлен к нам. qV=const. 12. 22. 4. 1.2. 3акон Био–Савара–Лапласа. Гальванический элемент.

«Направление линий магнитного поля» — Сформулируйте правило буравчика. Индукция магнитного поля. Правило буравчика. Сформулируйте правило правой руки для соленоида. Такое поле называют неоднородным. Неоднородное и однородное магнитное поле. Вопросы и задания. Майкл Фарадей (1791-1867). Действие магнитного поля на электрический ток. Если левую руку расположить так.

«Урок Магнитное поле» — Электромагниты. Цели и задачи урока. План урока. Опыт Эрстеда. Тема урока: Магнитное поле катушки с током. Магнитные спектры. Повторение Новый материал Закрепление Проверка усвоения Домашнее задание Итоги. Задачи урока: Конкретизировать знания учащихся по изучаемой теме.

Всего в теме 20 презентаций

Учитель физики Коваль В.С. 2010 г. сайт

Слайд 2

Тестовая работа

1. Когда электрические заряды находятся в покое, то вокруг них обнаруживается… А. Электрическое поле. Б. Магнитное поле. В. электрическое и магнитное поля. 2. Как располагаются железные опилки в магнитном поле прямого тока? А. Беспорядочно. Б. По прямым линиям вдоль проводника. В. По замкнутым кривым, охватывающим проводник. 3. Когда к магнитной стрелке поднесли один из полюсов постоянного магнита, то южный полюс стрелки оттолкнулся. Какой полюс поднесли? А.Северный. Б. Южный.

Слайд 3

Тестовая работа

4. Каким способом можно усилить магнитное поле катушки? А. Сделать катушку большего диаметра. Б. Внутрь катушки вставить железный сердечник. В. Увеличить силу тока в катушке. 5. Какие вещества из указанных ниже совсем не притягиваются магнитом? А. Стекло. В. Никель. Б. Сталь. Г. Чугун 6. Середина магнита не притягивает к себе железных опилок Магнит ломают на две части.. Будут ли концы на месте излома магнита притягивать железные опилки? А. Будут, но очень слабо. Б. Не будут.

Слайд 4

Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток. Правило левой руки.

Слайд 5

На проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила со стороны магнитного поля.

Слайд 6

ПРАВИЛО ЛЕВОЙ РУКИ для проводника с током служит для определения направления силы, действующей на проводник с током в магнитном поле

Если ЛЕВУЮ РУКУ расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по току, то отставленный на 90 градусов большой палец покажет направление действующей на проводник силы.

Слайд 7

ПРАВИЛО ЛЕВОЙ РУКИ для заряженной частицы с целью определения направления силы, действующей на отдельную заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле.

Если ЛЕВУЮ РУКУ расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по движению положительно заряженной частицы (или против движения отрицательно заряженной частицы), то отставленный на 90 градусов большой палец покажет направление действующей на частицу силы.

Слайд 8

Закрепление

Определите направление силы, действующей на проводник с током со стороны магнитного поля

Слайд 9

В какую сторону отклонится электрон под действием магнитного поля?

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com


Подписи к слайдам:

Электромагнитное поле

Повторим Как на опыте можно показать связь между направлением тока в проводнике и направлением линий его магнитного поля? Сформулируйте правило буравчика. Что можно определить, используя правило буравчика? Сформулируйте правило правой руки для соленоида. Что можно определить с помощью правила правой руки?

Самостоятельная работа На рисунке указано положение участка проводника, соединённого с источником тока, и положение магнитной линии. Определите её направление. + А. По часовой стрелке Б. Против часовой стрелки В. От нас Г. К нам —

Самостоятельная работа 2. На каком рисунке правильно изображена картина линий магнитного поля длинного проводника с постоянным током, направленным перпендикулярно плоскости чертежа от нас? 1 2 3 4 А. 1 Б. 2 В. 3 Г. 4

Самостоятельная работа 3. По проводнику течёт ток от нас. Определите направление магнитной линии этого тока. А. По часовой стрелке Б. Против часовой стрелки В. К нам Г. От нас

Самостоятельная работа 4 . По проводнику течёт ток на нас. Определите направление магнитной линии этого тока. А. По часовой стрелке Б. Против часовой стрелки В. К нам Г. От нас

Самостоятельная работа 5. На рисунке показана картина магнитных линий прямого проводника с током. Магнитное поле слабее всего А. В точке А Б. В точке Б В. В точке В Г. В точке Г Г Б В А

Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток. Правило левой руки.

На проводник с током, помещённый в магнитное поле, действует сила со стороны магнитного поля.

Магнитное поле создаётся электрическим током и обнаруживается по его действию на электрический ток.

Правило левой руки N N S S

Правило левой руки Если левую руку расположить так, чтобы: 4 пальца были направлены по току; Магнитные линии перпендикулярно входили в ладонь; то отставленный на 90° большой палец покажет направление действующей на проводник силы.

Правило левой руки для частицы

Правило левой руки для положительно заряженной частицы 4 пальца направлены по движению + заряженной частицы; Магнитные линии перпендикулярно входят в ладонь; = отставленный на 90° большой палец покажет направление действующей на проводник силы.

Закрепляем Упражнение №36 с. 155

Слайд 1

Описание слайда:

Слайд 2

Описание слайда:

Слайд 3

Описание слайда:

Слайд 4

Описание слайда:

Слайд 5

Описание слайда:

Слайд 6

Описание слайда:

Слайд 7

Описание слайда:

Теперь перейдем к определению полюсов катушки с током. Мы должны опять аналогичным способом определить направление тока. После этого делаем почти то же самое, только пальцы оставляем более прямыми, но подогнутыми. Подходим к нашей катушке и пальцы (все, кроме оттопыренного большого) направляем по направлению тока в ней т.е наши пальцы стали как бы не целыми витками катушки). При этом большой палец показывает направление на северный полюс катушки. Теперь перейдем к определению полюсов катушки с током. Мы должны опять аналогичным способом определить направление тока. После этого делаем почти то же самое, только пальцы оставляем более прямыми, но подогнутыми. Подходим к нашей катушке и пальцы (все, кроме оттопыренного большого) направляем по направлению тока в ней т.е наши пальцы стали как бы не целыми витками катушки). При этом большой палец показывает направление на северный полюс катушки. P.S. Небольшое отступление) палец так же показывает направление магнитных линий ПРОХОДЯЩИХ СКВОЗЬ катушку, И наоборот – показывает направление ПРОТИВОПОЛОЖНОЕ линиям проходящим вне катушки и «входящих в ее южный полюс.

Слайд 8

Описание слайда:

Слайд 9

Описание слайда:

Слайд 10

Описание слайда:

7 «Б»

Урок

1/1

  Что изучает физика. Физические термины. Наблюдения и опыты. § 1 — 3, Л № 5, 12
2/2   Физические величины. Измерение физических величин. Погрешность и точность измерений § 4, 5, упр.1
3/3   Определение цены деления измерительного прибора § 4, 5
4/4   Физика и техника § 6,
    Первоначальные сведения о строении вещества  
5/1   Строение вещества. Молекулы § 7, 8
6/2   Определение размеров малых тел § 7, 8
7/3   Движение молекул. Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах § 9,
8/4   Взаимодействие молекул

9/5

  Три состояния вещества § 11, 12
10/6   Повторение. Контрольная работа №1 «Первоначальные сведения о строении вещества» § 12
     

Магнитные поля, создаваемые токами: закон Ампера

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Вычислить ток, создающий магнитное поле.
  • Используйте правило правой руки 2, чтобы определить направление тока или направление контуров магнитного поля.

Какой ток нужен для создания значительного магнитного поля, возможно, такого же сильного, как поле Земли? Геодезисты скажут вам, что воздушные линии электропередач создают магнитные поля, которые мешают их показаниям компаса.Действительно, когда Эрстед в 1820 году обнаружил, что ток в проводе воздействует на стрелку компаса, он не имел дела с очень большими токами. Как форма проводов, по которым проходит ток, влияет на форму создаваемого магнитного поля? Ранее мы отметили, что токовая петля создает магнитное поле, подобное магнитному полю, но как насчет прямого провода или тороида (бублика)? Как направление создаваемого током поля связано с направлением тока? Ответы на эти вопросы исследуются в этом разделе вместе с кратким обсуждением закона, регулирующего поля, создаваемые токами.

Магнитное поле, создаваемое длинным прямым токопроводящим проводом: Правило правой руки 2

Магнитные поля имеют направление и величину. Как отмечалось ранее, один из способов исследовать направление магнитного поля — это использовать компасы, как показано для длинного прямого токоведущего провода на рисунке 1. Датчики Холла могут определять величину поля. Поле вокруг длинной прямой проволоки находится в виде кольцевых петель. Правило правой руки 2 (RHR-2) возникло в результате этого исследования и справедливо для любого текущего сегмента — направляет большой палец в направлении тока, а пальцы сгибаются в направлении петель магнитного поля , созданных Это.

Рис. 1. (a) Компасы, помещенные рядом с длинным прямым проводом с током, показывают, что силовые линии образуют круговые петли с центром на проводе. (b) Правило 2 для правой руки гласит, что если большой палец правой руки указывает в направлении тока, пальцы сгибаются в направлении поля. Это правило согласуется с полем, отображаемым для длинного прямого провода, и действительно для любого текущего сегмента.

Напряженность (величина) магнитного поля , создаваемая длинным прямым проводом с током , экспериментально определена как

. {- 7} \ text {T } \ cdot \ text {m / A} \\ [/ latex] — проницаемость свободного пространства .( μ 0 — одна из основных констант в природе. Позже мы увидим, что μ 0 связано со скоростью света.) Поскольку провод очень длинный, величина поля зависит только от на расстоянии от провода r , а не на расстоянии вдоль провода.

Пример 1. Расчет тока, создающего магнитное поле

Найдите ток в длинном прямом проводе, который создаст магнитное поле, вдвое превышающее земное, на расстоянии 5.0 см от проволоки.

Стратегия

Поле Земли составляет около 5,0 × 10 −5 Тл, поэтому здесь B , обусловленное проводом, принимается равным 1,0 × 10 −4 Тл. Уравнение [латекс] B = \ frac {\ mu_ {0} I} {2 \ pi r} \\ [/ latex] можно использовать для поиска I , так как все остальные величины известны.

Решение

Решение для I и ввод известных значений дает

[латекс] \ begin {array} {lll} I & = & \ frac {2 \ pi rB} {\ mu _ {0}} = \ frac {2 \ pi \ left (5. {-7} \ text {T} \ cdot \ text {m / A}} \\ & = & 25 \ text {A} \ end {array} \\ [/ latex]

Обсуждение

Таким образом, умеренно большой ток создает значительное магнитное поле на расстоянии 5,0 см от длинного прямого провода. Обратите внимание, что ответ состоит только из двух цифр, поскольку поле Земли в этом примере указано только из двух цифр.

Закон Ампера и другие

Магнитное поле длинного прямого провода имеет большее значение, чем вы можете сначала подумать. Каждый сегмент тока создает магнитное поле, подобное тому, которое имеет длинный прямой провод, а полное поле тока любой формы является векторной суммой полей, создаваемых каждым сегментом. Формальное определение направления и величины поля, создаваемого каждым сегментом, называется законом Био-Савара . Интегральное исчисление необходимо для суммирования поля для тока произвольной формы. Это приводит к более полному закону, называемому законом Ампера , который связывает магнитное поле и ток в общем виде. Закон Ампера, в свою очередь, является частью уравнений Максвелла , которые дают полную теорию всех электромагнитных явлений. Рассмотрение того, как уравнения Максвелла кажутся разным наблюдателям, привело к современной теории относительности и к осознанию того, что электрические и магнитные поля являются разными проявлениями одного и того же. Большая часть этого выходит за рамки этого текста как на математическом уровне, требующем вычислений, так и в объеме места, которое может быть отведено под него. Но для заинтересованного студента, и особенно для тех, кто продолжает заниматься физикой, инженерией или подобными занятиями, дальнейшее углубление в эти вопросы откроет описания природы, как элегантные, так и глубокие.В этом тексте мы будем иметь в виду общие особенности, такие как RHR-2 и правила для линий магнитного поля, перечисленные в разделе «Магнитные поля» и «Линии магнитного поля», концентрируясь при этом на полях, создаваемых в определенных важных ситуациях.

Установление связей: относительность

Слушая все, что мы делаем об Эйнштейне, у нас иногда создается впечатление, что он из ничего изобрел теорию относительности. Напротив, одной из мотиваций Эйнштейна было решить трудности, связанные с пониманием того, как разные наблюдатели видят магнитные и электрические поля.

Магнитное поле, создаваемое токонесущей круговой петлей

Магнитное поле около токоведущей петли показано на рисунке 2. Как направление, так и величина магнитного поля, создаваемого токоведущей петлей, являются сложными. RHR-2 можно использовать для определения направления поля около петли, но для получения более подробной информации необходимы картографирование с помощью компасов и правила о силовых линиях, приведенные в разделах «Магнитные поля» и «Магнитные линии поля».Существует простая формула для напряженности магнитного поля в центре круговой петли . Это

[латекс] B = \ frac {\ mu_ {0} I} {2R} \ left (\ text {в центре петли} \ right) \\ [/ latex],

, где R — радиус петли. Это уравнение очень похоже на уравнение для прямого провода, но действительно только в центре кольцевой петли провода. Сходство уравнений указывает на то, что аналогичная напряженность поля может быть получена в центре петли.Один из способов получить большее поле — это N петель; тогда поле будет B = 0 I / (2 R ). Обратите внимание, что чем больше петля, тем меньше поле в ее центре, потому что ток дальше.

Рис. 2. (a) RHR-2 показывает направление магнитного поля внутри и снаружи токоведущей петли. (б) Более подробное картирование с помощью компасов или зонда Холла завершает картину. Поле похоже на поле стержневого магнита.

Магнитное поле, создаваемое токопроводящим соленоидом

Соленоид представляет собой длинную катушку провода (с большим количеством витков или петель, в отличие от плоской петли). Из-за своей формы поле внутри соленоида может быть как очень однородным, так и очень сильным. Поле сразу за катушками почти равно нулю. На рисунке 3 показано, как поле выглядит и как его направление задается RHR-2.

Рис. 3. (a) Из-за своей формы поле внутри соленоида длиной l заметно однородно по величине и направлению, на что указывают прямые и равномерно разнесенные силовые линии.Поле вне катушек почти равно нулю. (b) Этот разрез показывает магнитное поле, создаваемое током в соленоиде.

Магнитное поле внутри соленоида с током очень однородно по направлению и величине. Только ближе к концам он начинает ослабевать и менять направление. Поле снаружи имеет те же сложности, что и плоские петли и стержневые магниты, но напряженность магнитного поля внутри соленоида просто равна

.

[латекс] B = {\ mu} _ {0} nI \ left (\ text {внутри соленоида} \ right) \\ [/ latex],

, где n — количество петель на единицу длины соленоида ( n = N / l , где N — количество петель, а l — длина).Обратите внимание, что B — это напряженность поля в любом месте однородной внутренней части, а не только в центре. Как следует из примера 2, с соленоидами возможны большие однородные поля, распределенные по большому объему.

Пример 2. Расчет напряженности поля внутри соленоида

Что такое поле внутри соленоида длиной 2,00 м, имеющего 2000 петель и пропускающего ток 1600 А?

Стратегия

Чтобы найти напряженность поля внутри соленоида, мы используем [latex] B = {\ mu} _ {0} nI \\ [/ latex].{-1} \ right) \ left (1600 \ text {A} \ right) \\ & = & 2.01 \ text {T} \ end {array} \\ [/ latex]

Обсуждение

Это большая напряженность поля, которая может быть установлена ​​над соленоидом большого диаметра, например, при использовании в медицине магнитно-резонансной томографии (МРТ). Однако очень большой ток указывает на то, что поля такой силы нелегко получить. Такой большой ток через 1000 петель, сжатых до метра, приведет к значительному нагреву.Более высокие токи могут быть достигнуты с помощью сверхпроводящих проводов, хотя это дорого. Существует верхний предел тока, поскольку сверхпроводящее состояние нарушается очень сильными магнитными полями.

Есть интересные варианты плоской катушки и соленоида. Например, тороидальная катушка, используемая для удержания реактивных частиц в токамаках, очень похожа на соленоид, изогнутый в круг. Поле внутри тороида очень сильное, но круглое. Заряженные частицы движутся по кругу, следуя силовым линиям, и сталкиваются друг с другом, возможно, вызывая синтез.Но заряженные частицы не пересекают силовые линии и не покидают тороид. Целый ряд форм катушек используется для создания всевозможных форм магнитного поля. Добавление ферромагнитных материалов создает большую напряженность поля и может существенно повлиять на форму поля. Ферромагнитные материалы имеют тенденцию улавливать магнитные поля (силовые линии изгибаются в ферромагнитный материал, оставляя более слабые поля за его пределами) и используются в качестве экранов для устройств, на которые неблагоприятно влияют магнитные поля, в том числе магнитное поле Земли. {- 7} \ text {T } \ cdot \ text {m / A} \\ [/ latex] — проницаемость свободного пространства.

  • Направление магнитного поля, создаваемого длинным прямым проводом, определяется правилом правой руки 2 (RHR-2): Направьте большой палец правой руки в направлении тока, и пальцы согнуты в направлении магнитного поля. полевые петли , созданные им.
  • Магнитное поле, создаваемое током, идущим по любому пути, является суммой (или интегралом) полей, создаваемых сегментами вдоль пути (величина и направление, как для прямого провода), что приводит к общему соотношению между током и полем, известному как закон Ампера. .
  • Напряженность магнитного поля в центре круговой петли определяется выражением

    [латекс] B = \ frac {\ mu_ {0} I} {2R} \ left (\ text {в центре петли} \ right) \\ [/ latex]

    , где R — радиус петли. Это уравнение принимает вид B = μ 0 nI / (2 R ) для плоской катушки из N петель. RHR-2 дает направление поля вокруг петли. Длинная катушка называется соленоидом.

  • Напряженность магнитного поля внутри соленоида равна

    [латекс] B = {\ mu} _ {0} \ text {nI} \ left (\ text {внутри соленоида} \ right) \\ [/ latex]

    , где n — количество витков на единицу длины соленоида.Поле внутри очень однородно по величине и направлению.

  • Концептуальные вопросы

    1. Сделайте чертеж и используйте RHR-2, чтобы найти направление магнитного поля токовой петли в двигателе (например, на Рисунке 1 из «Крутящий момент на токовой петле»). Затем покажите, что направление крутящего момента на петле такое же, как и при отталкивании одинаковых полюсов и притяжении разных полюсов.

    Глоссарий

    линейка правая 2 (RHR-2):
    Правило для определения направления магнитного поля, создаваемого токоведущим проводом: направьте большой палец правой руки в направлении тока, а пальцы согнуты в направлении петель магнитного поля
    Напряженность (величина) магнитного поля, создаваемого длинным прямым проводом с током:
    определяется как [latex] B = \ frac {\ mu_ {0} I} {2 \ pi r} \\ [/ latex], где I — ток, r — кратчайшее расстояние до провода, и μ 0 — проницаемость свободного пространства
    проницаемость свободного пространства:
    — мера способности материала, в данном случае свободного пространства, поддерживать магнитное поле; константа [латекс] \ mu_ {0} = 4 \ pi \ times 10 ^ {- 7} T \ cdot \ text {m / A} \\ [/ latex]
    Напряженность магнитного поля в центре круговой петли:
    определяется как [латекс] B = \ frac {{\ mu} _ {0} I} {2R} \\ [/ latex], где R — радиус петли
    соленоид:
    Тонкая проволока, намотанная на катушку, которая создает магнитное поле при прохождении через нее электрического тока
    Напряженность магнитного поля внутри соленоида:
    определяется как [латекс] B = {\ mu} _ {0} \ text {nI} \\ [/ latex], где n — количество петель на единицу длины соленоида n = N / l , где N — количество петель и l — длина)
    Закон Био-Савара:
    физический закон, который описывает магнитное поле, создаваемое электрическим током, с помощью специального уравнения
    Закон Ампера:
    физический закон, который гласит, что магнитное поле вокруг электрического тока пропорционально току; каждый сегмент тока создает магнитное поле, подобное тому, которое имеет длинный прямой провод, а общее поле тока любой формы представляет собой векторную сумму полей, создаваемых каждым сегментом
    Уравнения Максвелла:
    Набор из четырех уравнений, описывающих электромагнитные явления

    Левые правила | Школы онлайн

    В нашем исследовании магнитных полей и правил левой руки имейте в виду, что правила правой руки в учебнике применимы только к обычному (положительному) току. Во многих случаях электричество часто имеет нетрадиционный (неположительный) ток. Нетрадиционный ток подчиняется правилам левой руки. В этом объяснении мы будем использовать только три левых правила. Кроме того, следующие определения помогут понять, как и почему работают правила левой руки.

    Постоянный магнит имеет два полюса: полюс, направленный на север, и полюс, направленный на юг. Северный полюс притягивается к южному полюсу любого магнита и отталкивает северный полюс любого магнита. То же самое и с Южным полюсом.Северный полюс любого магнита всегда будет выровнен с ch как компас, если его подвешивать на нитке и оставлять в покое.

    Соленоид — это модное слово для обозначения длинной струны проволоки, обернутой вокруг другого цилиндрического объекта. Когда ток обычного протекает через провод, как показано, магнитное поле равномерно проходит через центральный цилиндр. Ниже приведено изображение соленоида (синие линии — это силовые линии магнитного поля). На схеме показано, что внутри соленоида в левой части схемы будет отображаться северный магнитный полюс.


    Применяется только к третьему правилу левой руки:

    Где:

    • = Сила (Н)
    • = Ток (А)
    • = Тесла (Н / (А x м))
    • = Длина провода (м)

    Одна из самых запутанных частей магнитных полей заключается в том, что, в отличие от электрических полей, магнитные поля требуют трехмерного анализа, потому что поле вращается вокруг тока в проводе.Вверх, вниз, влево и вправо больше недостаточно для описания направления поля. Теперь магнитные поля могут перемещаться по странице и выходить за ее пределы.

    Графика и правило, описанные ниже, неверны — это должно быть правило захвата правой руки Ампера (также известное как правило штопора), тот же принцип, но правая рука не левая …

    Представьте, что вы обхватываете пальцами тонкий стержень (другими словами, сожмите кулак), и направьте большой палец в направлении тока (I). Магнитное поле будет вращаться вокруг вашего кулака, как показано на следующей диаграмме. Кроме того, магнитное поле всегда будет указывать в том направлении, в котором сгибаются ваши пальцы. Используйте следующую диаграмму для ссылки как на новые векторы, так и на первое правило левой руки.


    Оберните пальцами соленоид так, чтобы пальцы двигались в том же направлении, что и ток (I). Вытяните большой палец вдоль цилиндрического объекта. Пока ток продолжает течь в том направлении, в котором согнуты ваши пальцы, ваш большой палец всегда будет указывать на северный полюс.Посмотрите на диаграмму выше, чтобы понять это, за исключением того, что стержень будет соленоидом, а направление, указывающее большой палец, — на северный полюс.

    Это правило используется для описания силы, когда ток или электроны проходят через магнитное поле. Чтобы найти величину силы, просто используйте F = BIL. Чтобы найти направление, вы открываете ладонь и заставляете большой палец перпендикулярно пальцам. Ваш большой палец показывает направление тока или скорость электрического заряда (I).Остальные четыре пальца представляют направление магнитного поля (B). Наконец, направление вашей ладони — это направление вектора силы. Помните, что когда вы применяете эти правила, у вас есть шесть основных векторов для работы (вверх, вниз, влево, вправо, внутрь, из).


    Правило левой руки для обозначения силы тока. Правило буравчика, правого и левого

    В физике и электротехнике широко используются различные приемы и методы для определения одной из характеристик магнитного поля — направления напряжения.Для этого используется закон буравчика, правой и левой руки. Эти методы дают довольно точные результаты.

    Правило буравчика и правой руки

    Закон буравчика используется для определения направления напряженности магнитного поля. Он работает при условии прямолинейного расположения магнитного поля относительно проводника с током.

    Это правило заключается в совпадении направления магнитного поля с направлением ручки буравчика при условии, что буравчик закручен правой резьбой по направлению электрического тока.Это правило касается соленоидов. В этом случае большой палец правой руки указывает направление линий. При этом соленоид застегивается так, что пальцы указывают направление тока в его витках. Обязательным условием является превышение длины катушки ее диаметра.


    Правило правой руки противоположно правилу буравчика. При захвате исследуемого элемента пальцы в сжатом кулаке указывают направление магнитных линий.При этом учитывается поступательное движение в направлении магнитных линий. Большой палец, согнутый на 90 градусов по отношению к ладони, указывает направление.

    С подвижным проводником силовые линии перпендикулярны ладони. Большой палец вытянут перпендикулярно и указывает направление движения проводника. Остальные четыре выступающих пальца расположены по направлению индукционного тока.

    Линейка левой руки

    Среди таких приемов, как правило, буравчика, правой и левой руки следует отметить правило левой руки.Чтобы это правило сработало, необходимо расположить левую ладонь так, чтобы направление четырех пальцев было в направлении электрического тока в проводнике. Индукционные линии входят в ладонь перпендикулярно под углом 900. Большой палец согнут и указывает направление силы, действующей на проводник. Обычно этот закон применяется, когда нужно определить направление отклонения проводника. В этой ситуации проводник находится между двумя магнитами, и через него пропускается электрический ток.

    Правило левой руки также сформулировано таким образом, что четыре пальца левой руки расположены в направлении движения положительных или отрицательных частиц электрического тока. Линии индукции, как и в других случаях, должны быть перпендикулярны ладони и входить в нее. Большой выступающий палец указывает направление силы Ампера или Лоренца.

    Сила Лоренца Сила Лоренца Модуль силы Лоренца. Модуль силы Лоренца. Направление силы Лоренца Направление силы Лоренца Правило левой руки Правило левой руки Плоские траектории заряженных частиц в однородном магнитном поле Плоские траектории заряженных частиц в однородном магнитном поле Вопросы по теме.Вопросы по теме. Сила Лоренца Сила Лоренца Модуль силы Лоренца. Модуль силы Лоренца. Направление силы Лоренца Направление силы Лоренца Правило левой руки Правило левой руки Плоские траектории заряженных частиц в однородном магнитном поле Плоские траектории заряженных частиц в однородном магнитном поле Вопросы по теме. Вопросы по теме.

    Сила Лоренца — это сила, действующая на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля.Х. Лоренц () — голландский физик, основоположник электронной теории строения материи.

    Если левая рука расположена так, что четыре вытянутых пальца указывают направление скорости положительного заряда, а вектор магнитной индукции входит в ладонь вашей руки, то большой палец, согнутый на 90 градусов, покажет направление силы, действующей на данный заряд.

    Плоские траектории заряженных частиц в однородном магнитном поле Заряженная частица, летящая в однородное магнитное поле параллельно линиям магнитной индукции, равномерно движется вдоль этих линий.Вращение отрицательного заряда по кругу происходит в направлении, противоположном вращению положительного заряда (рис. С).

    1. Как, зная силу Ампера, можно найти силу Лоренца? 2. Определите силу Лоренца. Чему равен его модуль? 3. Как определяется направление силы Лоренца по правилу левой руки? 4. Почему заряженная частица, летящая в однородное магнитное поле в плоскости, перпендикулярной линиям магнитной индукции, движется по окружности? В каком случае частица движется линейно в магнитном поле? 5.Докажите, что период обращения заряженной частицы по окружности в поперечном магнитном поле не зависит от ее скорости.

    Магнитное поле действует на проводник с током. Возникающая при этом сила называется ампер-силой .

    Амперная сила действует на проводник с током в магнитном поле.

    Мы изучаем, от чего зависит модуль и направление данной силы.Для этого воспользуемся установкой, в которой прямолинейный проводник подвешен на тонких проволоках в магнитном поле постоянного магнита (рис. 6.16). Гибкие провода, прикрепленные к концам проводника, позволяют включать его в электрическую цепь, ток в которой регулируется реостатом и измеряется амперметром.

    Легкая, но жесткая тяга соединяет проводник с чувствительным измерителем силы.

    Замкнув электрическую цепь, в которую входит исследуемый проводник, мы увидим, что он отклоняется от положения равновесия, а измеритель показывает определенное значение силы.Давайте увеличим силу тока в проводнике в 2 раза и увидим, что сила, действующая на проводник, также увеличивается в 2 раза. Любые другие изменения тока в проводнике вызовут соответствующее изменение силы, которая действует. на проводнике. Сопоставление результатов позволяет сделать вывод, что сила F , действующая в магнитном поле на проводник с током, пропорциональна силе тока I в нем:

    Амперная сила пропорционально силе тока в проводнике.

    Поместите еще один магнит рядом с первым. Длина части проводника, находящейся в магнитном поле, увеличится примерно в 2 раза. Величина силы, действующей на проводник, также увеличится примерно вдвое. Таким образом, мощность F , действующая на проводник с током в магнитном поле, пропорциональна длине проводящей части Δ. л находящийся в магнитном поле:

    Ф ~ Δ л.

    Амперная сила пропорционально длине активной части проводника.

    Сила также увеличится, когда мы применим другой, более «сильный» магнит с большей магнитной индукцией. Это позволяет сделать вывод, что зависимость силы F от индукции магнитного поля B:

    Ф ~ Б. Материал с сайта

    Максимальная сила будет при угле α = 90 ° между магнитной индукцией и проводником.Если этот угол равен нулю, то есть магнитная индукция будет параллельна проводнику, то сила будет равна нулю. Отсюда нетрудно сделать вывод о зависимости амперной силы от угла между магнитной индукцией и проводником.

    Окончательная формула для расчета ампер-силы будет иметь вид

    Ф А = БИ Δ л. грех α .

    Направление ампер силы определяется правилом левой руки (рис.6.17).

    Правило левой руки. Если вы поместите левую руку так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а четыре пальца указывали направление тока, то большой палец, расставленный в стороны, покажет направление силы, действующей на проводник с током. в магнитном поле.

    электромагнетизм — правило правой и левой руки Флеминга

    Очень жаль, что физика магнетизма обременена несколькими разными * -ручными правилами, и что они используют разные руки.Разберем их:

    Флеминг

    левый — линейка

    дает вам направление силы, действующей на ток, если вы знаете магнитное поле.

    Источник изображения

    Это правило применяется к двигателям , то есть устройствам, которые используют токи в магнитном поле для создания движения. Это основано на силе Лоренца, $$ \ mathbf F = q \ mathbf v \ times \ mathbf B, $$ в котором ток идет со скоростью заряда, а индуцированное движение идет вдоль направления силы.Вот почему это правило совпадает с правилом левой руки, используемым в перекрестных произведениях в целом.


    Правильная линейка Флеминга

    гораздо реже используется в физике (хотя я не могу говорить о том, как работают инженеры). Это относится к генераторам , то есть устройствам, которые используют движение в магнитном поле для генерации токов. Это опять же основано на перекрестном произведении силы Лоренца, за исключением того, что теперь скорость заряда определяется движением объекта, а сила вдоль провода — это то, что устанавливает ток.Это означает, что вы поменяли местами средний палец на большой в соответствии с правилом левой руки Флеминга, что вы можете сделать, сохраняя (расплывчатые) назначения на «движение» и «текущую» и меняя руки.

    Источник изображения

    Мне очень не нравится это соглашение, и я бы посоветовал вам забыть о нем все, кроме того факта, что он существует и его следует избегать. 3} $$ Опять же, это перекрестное произведение, которое определяет направление поля, и вы должны сами убедиться, что оно работает, как показано на рисунке.


    Как видите, правила совсем другие. Поэтому крайне важно, чтобы, если вы хотите использовать их в качестве мнемоники, вы правильно усвоили, какой из них применяется, и чтобы вы применяли их правильно. (Нет смысла учить, какой рукой использовать, если вы, например, поменяете местами указательный и средний пальцы.)

    Однако самое важное, что нужно усвоить, — это закон силы Лоренца, который основан на правиле левой руки (заряд-время-ток на среднем пальце, поле на указательном, сила на большом пальце), обозначенное перекрестное произведение.Это, по сути, безотказно, если вы применяете его правильно, и меньше подвержено путанице с другими правилами.

    Электромагнетизм

    — Почему закон Ампера следует правилу правой руки?

    электромагнетизм — Почему закон Ампера следует правилу правой руки? — Обмен физическими стеками
    Сеть обмена стеками

    Сеть Stack Exchange состоит из 177 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

    Посетить Stack Exchange
    1. 0
    2. +0
    3. Авторизоваться Зарегистрироваться

    Physics Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для активных исследователей, ученых и студентов-физиков.Регистрация займет всего минуту.

    Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

    Кто угодно может задать вопрос

    Кто угодно может ответить

    Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх

    Спросил

    Просмотрено 441 раз

    $ \ begingroup $

    На этот вопрос уже есть ответы :

    Закрыт 6 лет назад.

    Почему закон Ампера следует правилу правой руки?

    Qmechanic ♦

    149k2828 золотых знаков356356 серебряных знаков17641764 бронзовых знака

    Создан 25 янв.

    $ \ endgroup $ 1 Physics Stack Exchange лучше всего работает с включенным JavaScript

    Ваша конфиденциальность

    Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь с тем, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой использования файлов cookie.

    Принимать все файлы cookie Настроить параметры

    Лекция 19

    клм
    По проводу идет электрический ток на север.В каком направлении указывает B прямо над проводом?
    А. Норт
    Б. Юг
    С. Восток
    Д. Вест
    E. Вверх
    F. Ответ вниз

    Рыцарь2 33.stt.4
    Ток в этой петле течет _____, если смотреть сверху, и северный магнитный полюс его поле находится на _____ стороне цикла.
    A. по часовой стрелке … верх
    Б. по часовой стрелке … снизу
    С.против часовой стрелки … верх
    D. против часовой стрелки … снизу
    Ответ

    ПОП5 22,35
    Что такое магнитное поле у ​​точки P на рисунке, если радиус кривой равен 0,60 м и ток 3,00 А?
    A. 5.75 µ T
    Б. 572 нТл
    C. 262 нТл
    D. 108 нТл
    Ответ

    гс6 20,26
    Кабель-перемычка, используемый для запуска заглохшего автомобиля, пропускает ток 65 А. Насколько сильна магнитная поле 6.0 см от него?
    А. 2.17 × 10 −4 T
    Б. 6,90 × 10 −5 Т
    С. 3,45 × 10 −5 T
    D. 1,38 × 10 −6 T
    Ответ

    Walker5e рис 22-32
    Два токоведущих провода пересекаются под прямым углом, как показано на рисунке. В каких точках магнитный поле быть сильнейшим?
    A. Пункт 3
    Б. Пункты 1 и 2
    С. Пункты 1 и 3
    D. Пункты 2 и 4
    Ответ

    Walker5e CnEx 22-12
    Показанное ниже магнитное поле возникает из-за горизонтального токоведущего провода.Какой путь делает ток в проводе течет?

    A. слева
    Б. вправо
    C. в любом направлении создается одинаковое магнитное поле.
    Ответ

    C. Восток
    Используя правило правой руки, направьте большой палец на север, в том же направлении, что и течение. Завитые пальцы вашей правой руки будут указывать на восток прямо над проводом.

    Б.по часовой стрелке … снизу

    Второе правило правой руки гласит, что если пальцы вашего правая рука согните в направлении тока, большой палец указывает в направлении магнитного поле в центре токовой петли. Если вы направите большой палец правой руки вниз с изображением поле, пальцы сгибаются по часовой стрелке . Поскольку силовые линии магнитного поля выходят из северного полюса в юг, мы заключаем, что северный полюс находится на дне петли.

    К. 262 нТл

    A. 2,17 × 10 −4 T

    Это эквивалентно 217 µ Тл, что примерно в четыре раза сильнее магнитного поля Земли.

    D. Пункты 2 и 4
    Используя правило правой руки, вы можете найти, что магнитные поля из-за токов равны каждый из страниц с правой стороны вертикальной проволоки и над горизонтальной проволокой. Это означает, что два поля имеют тенденцию добавлять в точках 2 (каждый вне страницы) и 4 (каждый в страницу) и имеют тенденцию отменять в точках 1 и 3.


    А. слева
    Используя правило правой руки, ваши пальцы указывают на страницу над проводом и из страницы под проводом, когда большой палец указывает влево. Это направление электрического тока в проводе.

    Правило правой руки | PASCO

    Правило правой руки в физике

    Правило правой руки — это мнемоника руки, используемая в физике для определения направления осей или параметров, указывающих в трех измерениях.Правило правой руки, изобретенное в XIX веке британским физиком Джоном Амброузом Флемингом для применения в электромагнетизме часто используется для определения направления третьего параметра, когда известны два других (магнитное поле, ток, магнитная сила). Есть несколько вариантов правила правой руки, которые объясняются в этом разделе.

    Когда проводник, такой как медный провод, движется через магнитное поле (B), в проводнике индуцируется электрический ток (I).Это явление известно как закон индукции Фарадея. Если проводник перемещается внутри магнитного поля, то существует соотношение между направлениями движения (скорости) проводника, магнитного поля и индуцированного тока. Мы можем использовать правило правой руки Флеминга исследовать закон индукции Фарадея, который представлен уравнением:

    ЭДС = индуцированная ЭДС (V или J / C)
    N = количество витков катушки
    Δ𝚽 B = изменение магнитного потока (Тм2)
    Δ t = изменение во времени (с)

    Поскольку оси x, y и z перпендикулярны друг другу и образуют прямые углы, правило правой руки можно использовать для визуализации их выравнивание в трехмерном пространстве.Чтобы использовать правило правой руки, начните с создания L-образной формы с помощью большого пальца правой руки, указателя и середины. Палец. Затем переместите средний палец внутрь к ладони так, чтобы он был перпендикулярен указательным и большим пальцам. Твоя рука должно выглядеть примерно так:

    На диаграмме выше большой палец совмещен с осью z, указательный палец — с осью x, а средний палец — с осью y.

    Беспроводная интеллектуальная тележка

    Один из лучших способов помочь учащимся обрести уверенность в использовании правила правой руки — это провести наглядную демонстрацию, которая поможет им распознать и исправить свои неправильные представления об ортогональных отношениях и системах координат.

    Многие учителя используют вращающуюся линейку, чтобы показать, что объект, который кажется вращающимся «по часовой стрелке» с точки зрения одного ученика, также кажется вращающимся «против часовой стрелки», если смотреть с другой точки зрения. Использование динамической тележки для обучения правилу правой руки позволяет преподавателям продемонстрировать как проблему с помощью терминологии «по часовой стрелке», так и «против часовой стрелки», а также решение, которое обеспечивают правило правой руки и оси вращения. С беспроводной интеллектуальной тележкой преподаватели могут использовать 3-осевой гироскоп и фиксированную систему координат для создания увлекательных демонстраций вращательного движения.Ознакомьтесь с полной демонстрацией здесь.

    Правило правой руки для магнетизма


    Подвижные сборы

    Заряженная частица — это частица с электрическим зарядом. Когда неподвижная заряженная частица существует в магнитном поле, она не испытать магнитную силу; однако, как только заряженная частица движется в магнитном поле, она испытывает наведенное магнитное поле. сила, которая смещает частицу с ее первоначального пути. Это явление, также известное как сила Лоренца, согласуется с правилом, что утверждает, что «магнитные поля не работают.”Уравнение, используемое для определения величины магнитной силы, действующей на заряженную частицу (q) перемещение магнитного поля (B) со скоростью v под углом θ составляет:

    Если скорость заряженной частицы параллельна магнитному полю (или антипараллельна), то силы нет, потому что sin (θ) равен нулю. Когда это происходит, заряженная частица может сохранять прямолинейное движение даже в присутствии сильного магнитного поля.

    Плоскость, образованная направлением магнитного поля и скоростью заряженной частицы, расположена под прямым углом к ​​силе.Поскольку сила возникает под прямым углом к ​​плоскости, образованной скоростью частицы и магнитным полем, мы можем использовать правило правой руки, чтобы определить их ориентацию.

    Правило правой руки гласит: чтобы определить направление магнитной силы на положительный движущийся заряд, направьте большой палец правой руки в направление скорости (v), указательный палец в направлении магнитного поля (B) и средний палец будут указывать в направление результирующей магнитной силы (F).На отрицательные заряды будет действовать сила в противоположном направлении.

    Магнитная сила, индуцированная током: ток в прямом проводе

    Обычный ток состоит из движущихся зарядов, которые имеют положительный характер. Когда обычный ток проходит по проводящему проводу, на провод действует магнитное поле, которое его толкает. Мы можем использовать правило правой руки, чтобы определить направление силы, действующей на токоведущий провод. В этой модели ваши пальцы указывают в направлении магнитного поля, а большой палец — в направлении магнитного поля. обычный ток, протекающий через провод, и ваша ладонь указывает направление, в котором провод проталкивается (сила).

    Магнитная сила, действующая на провод с током, определяется уравнением:

    Когда длина провода и магнитное поле расположены под прямым углом друг к другу, уравнение принимает следующий вид:

    F B = магнитная сила (Н)
    I = ток (A)
    L = длина провода (м)
    B = магнитное поле (Тл)

    Если рассматривать протекание тока как движение носителей положительного заряда (обычный ток) в приведенном выше image, мы замечаем, что обычный ток движется вверх по странице.Поскольку обычный ток состоит из положительных зарядов, то тот же провод с током также может быть описан как имеющий ток с отрицательным носители заряда движутся вниз по странице. Хотя эти токи движутся в противоположных направлениях, один наблюдается магнитная сила, действующая на провод. Следовательно, сила действует в том же направлении, независимо от того, рассмотрите поток положительных или отрицательных носителей заряда на изображении выше. Применяя правило правой руки к направление обычного тока указывает направление магнитной силы, которое должно быть направлено вправо.Когда мы рассматриваем поток отрицательных носителей заряда на изображении выше, правило правой руки указывает на то, что направление силы, которую нужно оставить; однако отрицательный знак меняет результат на противоположный, указывая на то, что направление магнитной силы действительно указывает вправо.

    Если мы рассмотрим поток зарядов в двух разных проводах, один с положительными зарядами, текущими вверх по странице, а другой с отрицательными зарядами, текущими вверх по странице, то направление магнитных сил не будет таким же, потому что мы рассматриваем две разные физические ситуации.В первом проводе поток положительных зарядов вверх по странице указывает на то, что по странице стекают отрицательные заряды. Правило правой руки говорит нам, что магнитная сила укажет в правильном направлении. По второму проводу вверх по странице текут отрицательные заряды, которые означает, что положительные заряды стекают по странице. В результате правило правой руки показывает, что магнитная сила указывает в левом направлении.

    Токи, индуцированные магнитными полями

    В то время как магнитное поле может быть индуцировано током, ток также может быть индуцирован магнитным полем.Мы можем использовать второе правило правой руки, иногда называемое правилом захвата правой рукой, для определения направления магнитного поле, созданное током. Чтобы использовать правило захвата правой рукой, направьте большой палец правой руки в направлении течения. течь и скручивай пальцы. Направление ваших пальцев будет отражать направление искривления индуцированного магнитного поля.

    Правило захвата правой рукой особенно полезно для решения проблем, связанных с токоведущим проводом или соленоидом. В обеих ситуациях правило захвата правой рукой применяется к двум приложениям закона оборота Ампера, который связывает интегрированное магнитное поле вокруг замкнутого контура к электрическому току, проходящему через плоскость замкнутого контура.

    Направление вращения: соленоиды

    Когда электрический ток проходит через соленоид, он создает магнитное поле. Чтобы использовать правило захвата правой рукой в проблема с соленоидом, укажите пальцами в направлении обычного тока и оберните пальцы, как будто они были вокруг соленоида. Ваш большой палец будет указывать в направлении силовых линий магнитного поля внутри соленоида. Примечание что силовые линии магнитного поля вне соленоида направлены в противоположном направлении. Они охватывают изнутри, чтобы снаружи соленоида.

    Направление вращения: токоведущие провода

    Когда электрический ток проходит по прямому проводу, он индуцирует магнитное поле. Чтобы применить правило захвата правой рукой, совместите большой палец с направлением обычного тока (от положительного к отрицательному), и ваши пальцы будут указывать направление магнитных линий потока.

    Правило правой руки для крутящего момента


    Проблемы с крутящим моментом часто являются самой сложной темой для студентов-первокурсников-физиков.К счастью, есть правило правой руки приложение для крутящего момента. Чтобы использовать правило правой руки в задачах с крутящим моментом, возьмите правую руку и наведите ее на направление вектора положения (r или d), затем поверните пальцы в направлении силы, и большой палец укажет в направлении крутящего момента.

    Уравнение для расчета величины вектора крутящего момента для крутящего момента, создаваемого заданной силой:

    Когда угол между вектором силы и плечом момента является прямым, синусоидальный член становится 1 и уравнение становится:

    F = сила (Н)
    𝜏 = крутящий момент (Нм)
    r = расстояние от центра до линии действия (м)

    Положительный и отрицательный крутящие моменты

    Моменты, возникающие против часовой стрелки, являются положительными.В качестве альтернативы крутящие моменты, возникающие в по часовой стрелке — отрицательные моменты. Так что же произойдет, если ваша рука укажет на бумагу или из нее? Крутящие моменты, которые лицевой стороной из бумаги следует анализировать положительный крутящий момент, в то время как крутящий момент, направленный внутрь, следует анализировать. как отрицательные моменты.

    Правило правой руки для перекрестного произведения


    Перекрестное произведение или векторное произведение создается, когда упорядоченная операция выполняется над двумя векторами, a и b. В векторное произведение векторов a и b перпендикулярно как a, так и b и перпендикулярно плоскости, которая его содержит.С есть два возможных направления для перекрестного произведения, для определения направления следует использовать правило правой руки вектора кросс-произведения.

    Например, векторное произведение векторов a и b можно представить с помощью уравнения:

    (произносится как «крест б»)

    Чтобы применить правило правой руки к перекрестным произведениям, выровняйте пальцы и большой палец под прямым углом. Затем укажите свой индекс палец в направлении вектора a и средний палец в направлении вектора b.Ваш большой палец правой руки укажет в направлении векторного произведения a x b (вектор c).

    Правило правой руки для закона Ленца


    Закон электромагнитной индукции Ленца — еще одна тема, которая часто кажется нелогичной, поскольку требует понимание того, как магнетизм и электрические поля взаимодействуют в различных ситуациях. Закон Ленца гласит, что направление тока, индуцируемого в замкнутом проводящем контуре изменяющимся магнитным полем (закон Фарадея), такова, что вторичное магнитное поле, создаваемое индуцированным током, противодействует начальному изменению магнитного поля, которое произвело Это.Так что это значит? Давайте разберемся с этим.

    Когда магнитный поток через проводник с замкнутым контуром изменяется, он индуцирует ток внутри контура. Индуцированная ток создает вторичное магнитное поле, которое противодействует первоначальному изменению потока, которое инициировало индуцированный ток. Сила магнитного поля, проходящего через катушку из проволоки, определяет магнитный поток. Магнитный поток зависит от сила поля, площадь катушки и относительная ориентация между полем и катушкой, как показано в следующем уравнении.


    𝚽 B = магнитный поток (Тм 2 )
    B = магнитное поле (Тл)
    Θ = угол между полем и нормалью (град.)
    A = площадь контура (м 2 )

    Чтобы понять, как закон Ленца повлияет на эту систему, нам нужно сначала определить, является ли начальное магнитное поле увеличение или уменьшение силы. Когда северный магнитный полюс приближается к петле, это вызывает существующее магнитное поле. поле для увеличения.Поскольку магнитное поле увеличивается, индуцированный ток и результирующее индуцированное магнитное поле будут противодействовать исходному магнитному полю, уменьшая его. Это означает, что первичное и вторичное магнитные поля будут возникать в противоположные направления. Когда существующее магнитное поле уменьшается, индуцированный ток и результирующее индуцированное магнитное поле поле будет противодействовать исходному, уменьшая магнитное поле, усиливая его. Таким образом, индуцированное магнитное поле будет иметь в том же направлении, что и исходное магнитное поле.

    Чтобы применить правило правой руки к закону Ленца, сначала определите, увеличивается ли магнитное поле, проходящее через петлю, или уменьшается. Напомним, что магниты создают силовые линии магнитного поля, которые движутся от северного магнитного полюса в направлении магнитный южный полюс. Если магнитное поле увеличивается, то направление вектора индуцированного магнитного поля будет в обратном направлении.

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *