Тестовые вопросы
Укажите единицу измерения магнитной индукции.
а) Вольт б) Вебер в) Генри г) Тесла
Какое из указанных равенств представляет собой закон Ампера ?
а) б)
в) г)
Величина силы Лоренца зависит от нескольких параметров, в том числе от синуса угла . Что означает этот угол ?
а)Угол между направлениями электрического поля и вектора скорости заряда
б)Угол между направлениями магнитного поля и индукционного тока
в)Угол между направлениями магнитного поля и вектора скорости заряда
г)Угол между направлением магнитного поля и вектором магнитной индукции
От чего зависит величина ЭДС электромагнитной индукции ?
а)От скорости изменения магнитного потока
б)От скорости движения заряженной частицы в магнитном поле
в)От скорости движения проводника в электрическом поле
г)От величины магнитного потока
Укажите формулу для определения магнитного потока.
а) б)
в) г)
От чего зависит величина ЭДС самоиндукции ?
а)От значения силы тока
б)От скорости движения заряженной частицы в магнитном поле
г)От скорости изменения силы тока в контуре
Укажите единицу измерения индуктивности проводника.
а)Генри б)Вебер в)Тесла г)Вольт
Ферромагнетики – это вещества, в которых
а)Магнитное поле ослабляется по сравнению с вакуумом
б)Магнитное поле усиливается во много раз по сравнению с вакуумом
в)Электрическое поле усиливается во много раз по сравнению с вакуумом
Укажите выражение для энергии магнитного поля, связанного с контуром:
а) б)в)г)
Укажите единицу измерения магнитной проницаемости вещества.
а)Она является безразмерной величиной б)Вебер в)Генри г)Тесла
Укажите единицу измерения магнитного потока.
Какое из указанных уравнений определяет силу Лоренца ?
а) б)
в) г)
Укажите выражение, которое равно абсолютному значению ЭДС электромагнитной индукции:
а) б) в) г)
Уравнение механических колебаний:
x– смещение колеблющегося тела относительно равновесного положения
А– амплитуда колебаний (максимальное смещение колеблющегося тела)
— начальная фаза колебаний
— циклическая (круговая) частота колебаний
— частота колебаний (число полных колебаний за 1 секунду)
Т – период (время, за которое совершается одно полное колебание)
Циклическая частота и период
математического маятника
(l– длина маятника,g – ускорение свободного падения)
Циклическая частота и период
пружинного маятника
(m– масса груза,k– коэффициент упругости пружины)
Сила, действующая на колеблющееся тело
Механическая энергиягармонических колебаний
Уравнения электромагнитных колебаний,
совершаемых в колебательном контуре:
q– заряд на обкладке конденсатора
qm– амплитуда колебаний заряда (максимальное значение заряда)
Um– амплитуда колебаний напряжения на конденсаторе
Циклическая частота и периодТ
колебательного контура
(С– электроемкость конденсатора,L– индуктивность соленоида)
Уравнение плоской упругой волны,
распространяющейся в направлении оси ОХ:
- смещение колеблющейся частицы упругой среды относительно равновесного положения
А– амплитуда колебаний частицы
k– волновое число
-длина упругой волны
частицами, которые колеблются в одной фазе)
v– скорость распространения волны
Уравнение плоской электромагнитной волны,
распространяющейся в направлении осиОХ:
Ey – напряженность электрического поля
Hz – напряженность магнитного поля
-длина электромагнитной волны (расстояние между
точками, в которых векторы ЕиНколеблются в одной фазе)
v– скорость распространения электромагнитной волны
(с – скорость света в пустоте, равная 3108м/с)
Вектор Умова-Пойнтинга (вектор плотности потока
электромагнитной энергии)
404 Cтраница не найдена
Мы используем файлы cookies для улучшения работы сайта МГТУ и большего удобства его использования.
Более подробную информацию об использовании файлов cookies можно найти здесь.
Продолжая пользоваться сайтом, вы подтверждаете, что были проинформированы об использовании файлов cookies сайтом ФГБОУ ВО «МГТУ» и согласны с нашими правилами обработки персональных данных.
Размер:
AAA
Изображения Вкл. Выкл.
Обычная версия сайта
К сожалению запрашиваемая страница не найдена.
Но вы можете воспользоваться поиском или картой сайта ниже
|
|
Педагогический (научно-педагогический) составМагнитные силы
Магнитные силыМагнитное поле B определяется по закону силы Лоренца, и конкретно от магнитной силы на движущийся заряд: Значение этого выражения включает: 1. 2. Величина силы равна F = qvB sinθ, где θ — угол 3. Направление силы определяется правилом правой руки. Приведенное выше соотношение сил представлено в виде векторного произведения. Когда отношение магнитной силы применяется к проводнику с током, можно использовать правило правой руки для определения направления силы на проводе. Из приведенного выше соотношения сил можно сделать вывод, что единицами измерения магнитного поля являются ньютон-секунды/(кулон-метр) или ньютоны на ампер-метр. Эта единица называется Тесла. Это большая единица, а меньшая единица Гаусс используется для небольших полей, таких как магнитное поле Земли. Тесла — это 10 000 Гс. Магнитное поле Земли на поверхности порядка половины гаусса.
| Индекс Электромагнитная сила Концепции магнитного поля | ||||||||
| 7 RAVE
Сила перпендикулярна как скорости v заряда q, так и
магнитное поле В.
Правило правой руки — полезная мнемоника для визуализации направления магнитной силы, заданного законом силы Лоренца. Диаграммы выше представляют собой две формы, используемые для визуализации силы, действующей на движущийся положительный заряд. Сила действует в противоположном направлении для отрицательного заряда, движущегося в указанном направлении. Один факт, который следует иметь в виду, заключается в том, что магнитная сила перпендикулярна как магнитному полю, так и скорости заряда, но это оставляет две возможности. Для применений к токонесущим проводам обычное направление электрического тока может быть заменено скоростью заряда v на приведенной выше диграмме.
| Указатель Магнитная сила Концепции магнитного поля | ||
| Вернуться |
Правило правой руки просто помогает определить, какое из двух направлений применимо.Закон силы Лоренца: определение, уравнение и пример
ЦЕРН — один из самых известных и крупнейших ускорителей частиц в мире. Эта лаборатория элементарных частиц была основана различными европейскими правительствами и стремится раскрыть больше секретов, скрытых в области физики элементарных частиц и стандартной модели.
Большие ускорители частиц в центре работают, используя электрические и магнитные поля, чтобы воздействовать на частицы, разгоняя их до высоких скоростей и сталкивая частицы друг с другом. Это взаимодействие между заряженными частицами и электромагнитными полями называется сила Лоренца, , если вам интересно, как работает сила Лоренца и как она применяется в различных ситуациях, продолжайте читать!
Рис. 1 Невероятно сложное оборудование в центре ЦЕРН создано для использования силы Лоренца.
Определение закона силы Лоренца
Силу Лоренца можно определить следующим образом.
Сила Лоренца — это сила \(\vec{F}\) на заряженную частицу \(\vec{q}\), движущуюся со скоростью \(\vec{v}\) через магнитное поле \ (\vec{B}\) и электрическое поле \(\vec{E}\).
В частности, сила Лоренца учитывает действие как электрических, так и магнитных полей на заряженные частицы.
Уравнение закона силы Лоренца
Сила Лоренца принимает математическое уравнение
\[ \vec{F} = q\vec{E} + (q \vec{v} \times \vec{B} ),\]
где \(\vec{F}\) — вектор силы, действующей на заряженные частицы, измеренный в ньютонах \(\mathrm{N}\), \(q\) — заряд частиц, измеренный в кулонах \( \mathrm{C}\), \(\vec{v}\) — вектор скорости заряженной частицы, измеренный в \(\mathrm{\frac{m}{s}}\), \(\vec{B }\) — вектор магнитного поля, измеренный в теслах \(\mathrm{T}\), а \(\vec{E}\) — вектор электрического поля, измеренный в \(\mathrm{\frac{V}{m }}\).
Мы видим, что это уравнение состоит из двух компонентов; первый член в правой части представляет собой электрическую силу, тогда как второй член представляет собой магнитную силу.
Чтобы найти величину силы Лоренца, мы берем величину векторных величин, фигурирующих в приведенном выше уравнении. Для термина электрической силы это относительно просто, так как нам нужно только взять величину электрического поля \(|\vec{E}|\), умноженную на величину заряда \(q\).
С другой стороны, величина перекрестного произведения немного сложнее. Напомним, что при получении величины векторного произведения мы должны умножить величины двух векторов на синус угла между векторами. Это гарантирует, что мы берем перпендикулярные компоненты обоих векторов. Приходим к уравнению
\[ | \vec{a} \times \vec{b}| = |\vec{a}||\vec{b}| \sin(\theta),\]
где \(|\vec{a}|\) и \(|\vec{b}|\) — величины векторов \(\vec{a}\) и \(\vec{b}\) соответственно, а \(\theta\) — угол между двумя векторами.
Теперь мы можем применить это к нашему уравнению для силы Лоренца, чтобы найти, что величина силы Лоренца определяется выражением
\[ |\vec{F}| = q |\vec{E}|+ q|\vec{v}||\vec{B}|\sin(\theta),\]
, где \(\theta\) — угол между магнитным полем и скорость заряженной частицы, измеренная в радианах \(\mathrm{rad}\). Поскольку \(q\) является скалярной величиной, нам не нужно ничего с ней делать.
Вывод закона силы Лоренца
Одним из выводов, который можно сделать из определения силы Лоренца, является скорость заряженной частицы при движении в магнитном поле. Если мы предположим, что электрического поля нет, а есть только магнитное поле, мы можем видеть из векторного произведения, что результирующая сила Лоренца, действующая на заряженную частицу, всегда перпендикулярна направлению движения частицы. Следствием этого является кривизна траектории заряженной частицы. С какой силой мы уже встречались ранее, которая также действует в направлении, перпендикулярном движению объекта? 92}{r},\]
где \(F_{\mathrm{cent}}\) — центростремительная сила, измеряемая в ньютонах, \(\mathrm{N}\), \(m\) — масса объекта, измеренная в \(\mathrm{kg}\), \(v\) — скорость объекта, измеренная в \(\mathrm{\frac{m}{s}}\), а \(r\) — радиус вращения измеряется в \(\mathrm{м}\).
Теперь, когда мы знаем, что заряженная частица находится во вращательном движении, мы можем приравнять величину силы Лоренца и центростремительной силы, чтобы найти величину результирующей скорости из-за взаимодействия заряженной частицы с магнитным полем. Приравнивая и переставляя, находим 9{\bотмена{2}} \\v &= \frac{Bqr\sin(\theta)}{m}. \end{align}\]
При решении задач, связанных с любой из этих величин, мы можем изменить это уравнение, чтобы выделить величину, для которой нас интересует решение. Каково это количество, будет варьироваться от проблемы к проблеме.
Рис. 2. На электрон, движущийся в магнитном поле, действует сила Лоренца, вызывающая круговое движение.
Применение закона силы Лоренца
Во время экспериментов по физике в школе мы часто сталкиваемся с устройством, называемым электронно-лучевая трубка или электронная пушка. Эти устройства позволяют нам увидеть путь электронного луча, отклоняющегося из-за приложения внешнего электрического поля.
Металлическая нить нагревается с одного конца, так что электроны в металле получают достаточную кинетическую энергию, чтобы вырваться на свободу. Поскольку электроны заряжены отрицательно, они притягиваются к положительно заряженному аноду на другом конце вакуумной трубки. Кроме того, вакуумная камера, через которую проходят электроны, облицована флуоресцентным материалом, так что, когда электроны сталкиваются со стенками, они проявляются в виде света, видимого человеческим глазом. Наконец, искривление электронного пучка обусловлено взаимодействием силы Лоренца между заряженными электронами и окружающим электрическим полем. 9{-17} \, \mathrm{N} . \end{align} \]
Закон силы Лоренца – ключевые выводы
Уравнение силы Лоренца задается выражением \(\vec{F} = q\vec{E} + (q \vec{v} \times \vec{B} ) \).
Сила Лоренца учитывает действие как электрического, так и магнитного полей на заряженные частицы.
Величина силы Лоренца определяется выражением \(|\vec{F}| = q |\vec{E}|+ q|\vec{v}||\vec{B}|\sin( \тета)\).
