Сила Ампера. Сила Лоренца.

Уроки физики в 11 классе

Действие магнитного поля

на проводники с током

Сила Ампера

Действие магнитного поля на рамку с током

Сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током, называется силой Ампера

Направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле зависит от:

1. направления тока в проводнике,

2. направления линий магнитного поля,

3. направления силы, действующей на проводник .

Ампер Андре Мари

Ампер - один из основоположников электродинамики, ввел в физику понятие «электрический ток» и построил первую теорию магнетизма, основанную на гипотезе молекулярных токов и установил количественные соотношения для силы этого взаимодействия. Максвелл назвал Ампера «Ньютоном электричества». Ампер работал также в области механики, теории вероятностей и математического анализа.

(1775 – 1836 г.г.)

Великий французский

физик и математик

направление Силы Ампера в пространстве определяется по правилу левой руки :

Если левую руку расположить так, чтобы вектор

магнитной индукции входил в ладонь, а вытянутые

четыре пальца были направлены вдоль тока, то отведенный на 90 ˚ большой палец укажет

направление действия силы Ампера.

Применение силы Ампера

В магнитном поле возникает пара сил, момент которых приводит катушку во вращение

Применение силы Ампера

Ориентирующее действие МП на

контур с током используют в

электроизмерительных приборах

магнитоэлектрической системы –

амперметрах и вольтметрах.

Сила, действующая на катушку,

прямо пропорциональна силе тока

в ней. При большой силе тока

катушка поворачивается на

больший угол, а вместе с ней и

стрелка. Остается проградуировать

прибор – т.е. установить каким

углам поворота соответствуют

известные значения силы тока.

Применение силы Ампера

В электродинамическом громкоговорителе (динамике) используется действие магнитного поля постоянного магнита

на переменный ток в подвижной катушке .

Звуковая катушка 2 располагается в зазоре

кольцевого магнита 1 . С катушкой жестко

связан бумажный конус — диафрагма 3 .

Диафрагма укреплена на упругих подвесах,

позволяющих ей совершать вынужденные колебания вместе с подвижной катушкой. К катушке по проводам 4 подводится переменный электрический ток с частотой, равной звуковой частоте от микрофона или с выхода радиоприемника, проигрывателя, магнитофона. Под действием силы Ампера катушка колеблется вдоль оси громкоговорителя в такт с колебаниями тока. Эти колебания передаются диафрагме, и поверхность диафрагмы излучает звуковые волны.

Действие магнитного поля

на заряженные частицы

Сила Лоренца

Сила Лоренца -

это сила, с которой магнитное поле действует на движущуюся в нем заряженную частицу

Модуль силы Лоренца прямо пропорционален:

- индукции магнитного поля В (в Тл );

- модулю заряда движущейся частицы |q 0 | (в Кл );

- скорости частицы  (в м/с )

где угол α – это угол между вектором магнитной индукции и направлением вектора скорости частицы

Лоренц Хендрик Антон

Лоренц ввел в электродинамику представления о дискретности электрических зарядов и записал уравнения для электромагнитного поля, созданного отдельными заряженными частицами (уравнения Максвелла – Лоренца); ввел выражение для силы, действующей на движущийся заряд в электромагнитном поле; создал классическую теорию дисперсии света и объяснил расщепление спектральных линий в магнитном поле (эффект Зеемана). Его работы по электродинамике движущихся сред послужили основой для создания специальной теории относительности.

(1853 – 1928 г.г.)

великий

нидерландский

физик – теоретик,

создатель

классической

электронной

теории

Направление силы Лоренца

Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки: левую руку надо расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, четыре вытянутых пальца были направлены по направлению движения положительно заряженной частицы (или против отрицательной), тогда отогнутый на 90 ˚ большой палец покажет направление действия силы Лоренца.

α = 0˚ = sin α = 0 Fл = 0 = Если сила, действующая на частицу, = 0, то частица, влетающая в магнитное поле, будет двигаться равномерно и прямолинейно вдоль линий магнитной индукции " width="640"

Пространственные траектории заряженных частиц в магнитном поле

Частица влетает в магнитное поле ll линиям

магнитной индукции = α = 0˚ = sin α = 0

Fл = 0

=

Если сила, действующая на частицу, = 0, то частица, влетающая в магнитное поле, будет двигаться

равномерно и прямолинейно вдоль линий

магнитной индукции

sin α = 1 = В этом случае сила Лоренца максимальна, значит, частица будет двигаться с центростремительным ускорением по окружности " width="640"

Пространственные траектории заряженных частиц в магнитном поле

Если вектор В ┴ вектору скорости  , то α = 90˚ = sin α = 1 =

В этом случае сила Лоренца максимальна, значит, частица будет двигаться

с центростремительным ускорением по окружности

Пространственные траектории заряженных частиц в магнитном поле

Вектор скорости нужно разложить на две составляющие:  ║ и  ┴ , т.е. представить сложное движение частицы в виде двух простых :

равномерного прямолинейного движения вдоль линий индукции и движения по окружности перпендикулярно линиям индукции – частица движется по спирали .

1

R = m  /q B

Применение силы Лоренца

Использование силы Лоренца

ТОКАМАК

Масс-спектрограф

Масс-спектрограф

А

Фотопластинка

В

К вакуумному

насосу

Источник частиц

Масс-Спектрограф — прибор для определения массы заряженных частиц, в котором используют свойство частиц изменять траекторию своего движения под действием сильного магнитного поля.

Использование силы Лоренца

ЭЛТ осциллографа

Проявление силы Лоренца в природе

Полярное сияние

Полярное сияние

(вид из космоса)

ПРОВЕРЬ СЕБЯ:

1)Если скорость движения электрона в магнитном поле равна нулю, то траектория его движения представляет:

А) окружность

Б) точку

В)спираль

Г) прямую линию

2)Сила Лоренца меняет:

А) модуль скорости движения заряда

Б) направление скорости движения заряда

В) величину магнитной индукции

Г)величину электрического заряда

Д) правильного ответа нет

В магнитном поле с индукцией 2 Тл движется электрон со скоростью 106 м/с, направленной перпендикулярно линиям индукции магнитного поля. Чему равен модуль силы, действующей на электрон со стороны магнитного поля?

Домашнее задание:

§ 14;

упр 11(1,2)

Спасибо за работу на уроке!

Успехов!

19