Магниттик агым.Лоренц кучу.

Практикалык сабак №3

Сабактын темасы: Магниттик агым. Лоренц күчү

Сабактагы өтүлүүчү материалдар жана тапшырмалар:

• Магнит агымды аныкташат;

• Лоренц күчү менен Ампер күчүн айырмасын билишет;

• Маселе чыгаруу;

Сабактын критерийлери:

• Магнит агымды билсе;

• Лоренц күчү менен Ампер күчүн айырмасын айырмалашат;

• Маселе иштей алса;

• Өзүн-өзү контролдоо сезимине ээ болуп сын көз карашын өнүктүрүүгө, терең жана кеңири ой жүгүртүүгө тарбияланышса;

• Сабакка активдүү катышса;

Кайталоо үчүн жана жаңы темага өбөлгө түзүүчү суроолор:

• Кандай күчтөр магниттик күчтөр деп аталат?

• Тогу бар өткөргүчтүн өз ара аракет этүүчү күчү кандай аныкталат?

• Сол кол эрежеси аркылуу эмне аныкталат?

• Ампер күчү деген эмне?

• Магниттик индукция деп кандай чоңдукту айтабыз?

• Тесла деп эмнени айтабыз?

Жаңы теманы түшүндүрүү:

Фарадейдин электр-магниттик индукция законуна сандык так аныктама бериш үчүн жаңы чоңдук-магниттик индукция агымын киргизүү талап кылынат.

Бардык чекиттеринде магниттик индукция векторлору бирдей болгон (чоңдуктары боюнча барабар жана бирдей багытка ээ болушкан) магнит талаасы бир тектүү деп аталат. Бир тектүү талаанын магниттик күч сызыктары өз ара жарыш болушат. Мындай талааны жарыш жана өтө жакын жайланышкан магниттин уюлдарынын ортосунан же өтө жакын жайланышкан магниттин уюлдарынын ортосунан же тогу бар узун катушканын ичинен алууга болот.

Бир тектүү талаанын күч сызыктары өз ара жарыш болушуп, талаанын бардык точкалары үчүн магниттик индукция вектору чоңдуктары жана багыттары боюнча бирдей болушарын жогоруда белгилеп өттүк. Ошондуктан, В индукциялуу бир тектүү талаада күч сызыктарга перпендикулярдуу жайланышкан аянты аркылуу күч сызыктары өтөт.

S аянты аркылуу өткөн магниттик күч сызыктардын саны магниттик агым деп аталат.

Эгер (грек тамгасы “ ”)-магниттик агым, – бул агым кесип өткөн аянт, В- талаанын магниттик индукциясы болсо, анда аянтын кесип өтүүчү магнит талаасынын индукция сызыктарынын жалпы саны

, (5.1)

Болот (эгер В индукциясы S аянтынын бардык чекитинде бирдей болсо). Магнит агымы скалярдык чоңдук. (5.1) формуласы бир тектүү талаадагы гана магниттик агымды эсептөөгө мүмкүндүк берет. Бир тектүү эмес талаада аянтынын ар кандай чекиттеринде индукцияныны чоңдуктары бирдей болбойт, ошого байланыштуу мындай учурда (5.1) формуласы колдонулбайт.

Магниттик индукция вектору аянтынан перпендикулярдуу эмес, кандайдыр бир бурчу аркылуу өтүп калган учурда магниттик агым

(5.2)

Формуласы аркылуу аныкталган. Мындагы вектору менен аянтына түшүрүлгөн нормалдын ортосундагы бурч (12-сүрөт).

Магнит агымынын ченөө бирдиктерин карайлы:

СИ системасында магниттик агымдын бирдиги үчүн вебер же 1В сек кабыл алынган. Вебер бирдиги немец физиги В.Вебердин (1804-1891) атынан коюлган.

Индукция 1тл болгон бир тектүү магнит талаасында индукция векторуна перпендикулярдуу болуп жайланышкан 1м² аянт аркылуу өткөн магнит агымы вебер деп аталат.

Магниттик агымдын кошумча бирдиги болуп максвелл (мкс) эсептелет:

1Вб=10⁸ мкс; 1мкс=10^-8 Вб.

Магнит талаасында жайгашкан өткөргүч ток жүргөндө, б.а. өткөргүчтө заряддардын багыттуу кыймылы пайда болгондо гана магнит талаасы өткөргүчкө таасир этет. Ошондуктан Г.Лоренц магниттик күч өткөргүчкө таасир этпестен түздөн түз ал боюнча кыймылда болгон заряддарга таасир эткен деп болжолдогон. Бул заряддар өткөргүчтүн сыртына чыга албагандыктан заряддарга таасир этилүүчү жалпы күч өткөргүчкө таасир эткен болот.

Бул идеянын негизинде нидерландиялык улуу физик –заттардын нидерландиялык улуу физик – заттардын түзүлүшүн электрондук теориясын негиздөөчүсү Х.Лоренц (1853-1928), Ампер күчүн өткөргүчтөгү бош заряддардын санына бөлүү менен В индукциялуу магнит талаасында кыймылдоочу зарядка таасир этүүчү күчтү аныктоочу формуланы алган. Кийинчээрек бул күч Лоренц күчү деп аталып калган. Ал төмөнкү формулага барабар:

(6.1)

Мында: - өткөргүчтөгү заряд, - заряддын квймылынын ылдамдыгы, ал эми жана векторлорунун ортолорундагы бурч.

Лоренц күчү борборго умтулуучу күчкө барабар болот: F_л=F_б.у

;

Бышыктоо: Маселе иштөө

№1. Жалпак контур аркылуу өтүүчү магнит агымы 10 мВб ге барабар. Контурдун тегиздиги индукциянын сызыктары менен 30⁰ бурчту түзөт. Эгерде магнит талаасынын индукциясы 0,5 Тл болсо, анда контурдун аянтын тапкыла?

№2. Эгерде магнит талаасындагы жалпак бет, индукциянын сызыктары менен 60⁰ бурчту түзсө жана ал беттин аянты 10см² болсо, анда бет аркылуу өткөн магнит агымын тапкыла. Магнит талаасынын индукциясы 0,02 Тл га барабар. Жообун мВб менен бергиле.

№3. Бир тектүү магнит талаасында электрон радиусу 10 см болгон айлана боюнча кыймылдайт. Электрондун ылдамдыгы 3,5 10⁶м/с барабар. Магнит талаасынын индукциясын тапкыла. Жообун мТл менен бергиле.

№4. Индукциясы 10^-2 Тл га барабар болгон бир тектүү магнит талаасына, анын күч сызыктарына перпендикулярдуу багытта электрон учуп кирип, айлана боюнча кыймылдап калды. Эгерде электрондун ылдамдыгын 10⁵ м/с га чоңойтсок, анда электрон кыймылда болгон айлананын радиусу канчага өзгөрөт? Жообун мкм менен бергиле.

№5. Индукциясы 0,2 Тл болгон бир тектүү магнит талаасында протон радиусу 5 см ге барабар айлана боюнча кыймылдайт. Бул протондун ылдамдыгын тапкыл. Жообун Мм/с менен бергиле

Жыйынтыктоо:

1. Кандай магнит талаасы бир тектүү деп аталат?

2. Магниттик агым деген эмне?

3. Вебер деп эмнени айтабыз?

4. Лоренц күчү эмнеге барабар?

5. Лоренц күчүнүн багыты кандай аныкталат?

Үйгө тапшырма берүү:

№6. Индукциясы 0,2 Тл болгон бир тектүү магнит талаасына анын күч сыфзыктарына перпендикулярдуу багытта электрон учуп кирип, радиусу 1 см ге барабар айлана боюнча кыймылдап калды. Магнит талаасы тарабынан электронго таасир эткен күчтү тапкыла. Жообун Н менен бергиле.

№7. Жактары 5 см болгон квадраттык рамка аркылуу өтүүчү магнит агымы

5 10^-4Вб ге барабар. Рамканын тегиздиги индукциянын сызыктарына перпендикулярдуу жайгашкан. Магнит талаасынын индукциясын тапкыла.

Баалоо: Студенттер баалоо критерийлеринин негизинде бааланат