--> Äåéñòâèå ìàãíèòíîãî ïîëÿ íà äâèæóùèåñÿ çàðÿäû. Ôèçèêà. 11 êëàññ. Ïóðûøåâà

 


Ñîäåðæàíèå

Ãëàâíàÿ >> Ôèçèêà. 11 êëàññ. Ïóðûøåâà

Ãëàâà 2. Âçàèìîñâÿçü ýëåêòðè÷åñêîãî è ìàãíèòíîãî ïîëåé

 


§ 14. Äåéñòâèå ìàãíèòíîãî ïîëÿ íà äâèæóùèåñÿ çàðÿäû

Ñèëà Àìïåðà

1. Çíàÿ çíà÷åíèå íàïðÿæ¸ííîñòè ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ, ìîæíî ðàññ÷èòûâàòü ñèëó, äåéñòâóþùóþ íà ýëåêòðè÷åñêèé çàðÿä â äàííîé òî÷êå ïîëÿ. Àíàëîãè÷íî ïî çíà÷åíèþ ìàãíèòíîé èíäóêöèè ìîæíî ñóäèòü î ñèëå, ñ êîòîðîé ìàãíèòíîå ïîëå äåéñòâóåò â äàííîé òî÷êå íà ïðîâîäíèê ñ òîêîì.

 1820 ã. Àìïåð èçìåðèë ñèëó, ñ êîòîðîé ìàãíèòíîå ïîëå äåéñòâóåò íà ïîìåù¸ííûé â íåãî ïðÿìîé ïðîâîäíèê. Íàáëþäàòü äåéñòâèå òàêîé ñèëû ìîæíî ñ ïîìîùüþ óñòàíîâêè, èçîáðàæ¸ííîé íà ðèñóíêå 47.  ðåçóëüòàòå ïðîâåä¸ííûõ ýêñïåðèìåíòîâ Àìïåðó óäàëîñü âûÿñíèòü, ÷òî ñèëà çàâèñèò îò äëèíû àêòèâíîé ÷àñòè ïðîâîäíèêà, ñèëû òîêà â í¸ì è èíäóêöèè ìàãíèòíîãî ïîëÿ:

    FA = IlB.

Ôîðìóëà äëÿ ñèëû Àìïåðà â ïðèâåä¸ííîì âèäå ñïðàâåäëèâà äëÿ ñëó÷àÿ, êîãäà âåêòîð ìàãíèòíîé èíäóêöèè ïåðïåíäèêóëÿðåí ïðîâîäíèêó. Ïðè ýòîì ñèëà èìååò íàèáîëüøåå çíà÷åíèå.

Åñëè âåêòîð ìàãíèòíîé èíäóêöèè ñîñòàâëÿåò óãîë à ñ íàïðàâëåíèåì òîêà â ïðîâîäíèêå, òî ñèëó Àìïåðà ìîæíî ðàññ÷èòàòü ïî ôîðìóëå

    FA = IlBsin α.

Ýòî âûðàæåíèå íàçûâàþò çàêîíîì Àìïåðà.

Íàïðàâëåíèå ñèëû Àìïåðà îïðåäåëÿåòñÿ

ïðàâèëîì ëåâîé ðóêè: åñëè ðàñïîëîæèòü ëåâóþ ðóêó òàê, ÷òîáû ÷åòûðå ïàëüöà áûëè íàïðàâëåíû ïî íàïðàâëåíèþ òîêà â ïðîâîäíèêå, ñîñòàâëÿþùàÿ âåêòîðà ìàãíèòíîé èíäóêöèè, ïåðïåíäèêóëÿðíàÿ ïðîâîäíèêó, âõîäèëà â ëàäîíü, òî îòîãíóòûé íà 90° áîëüøîé ïàëåö óêàæåò íàïðàâëåíèå ñèëû, äåéñòâóþùåé íà ïðîâîäíèê(ðèñ. 53).

    ïðàâèëîì ëåâîé ðóêè

Ñèëà Ëîðåíöà

2. Ïîñêîëüêó ýëåêòðè÷åñêèé òîê ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé óïîðÿäî÷åííîå äâèæåíèå çàðÿæåííûõ ÷àñòèö, òî, èñïîëüçóÿ çàêîí Àìïåðà, ìîæíî ïîëó÷èòü âûðàæåíèå äëÿ ðàñ÷¸òà ñèëû, ñ êîòîðîé ìàãíèòíîå ïîëå äåéñòâóåò íà äâèæóùóþñÿ â í¸ì çàðÿæåííóþ ÷àñòèöó. Ýòó ñèëó íàçûâàþò ñèëîé Ëîðåíöà.

Êàê áûëî ïîêàçàíî, ñèëà òîêà â ïðîâîäíèêå ðàâíà ïðîèçâåäåíèþ çàðÿäà ÷àñòèö q, îáðàçóþùèõ òîê, êîíöåíòðàöèè ýòèõ ÷àñòèö n, ñêîðîñòè èõ óïîðÿäî÷åííîãî äâèæåíèÿ υ è ïëîùàäè ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ ïðîâîäíèêà S:

    I = qnυS.

Ïîäñòàâèì ýòî âûðàæåíèå â çàêîí Àìïåðà:

    F = qnυSlBsin α,

ãäå α — óãîë ìåæäó âåêòîðîì ìàãíèòíîé èíäóêöèè è âåêòîðîì ñêîðîñòè ÷àñòèöû.

Ó÷èòûâàÿ, ÷òî ÷èñëî ÷àñòèö N = nSl, ïîëó÷àåì âûðàæåíèå äëÿ ñèëû, äåéñòâóþùåé íà N äâèæóùèõñÿ ÷àñòèö:

    F = NqυBsin α.

Ðàçäåëèâ îáå ÷àñòè ýòîãî âûðàæåíèÿ íà ÷èñëî ÷àñòèö À, ïîëó÷àåì ôîðìóëó äëÿ ðàñ÷¸òà ñèëû Ëîðåíöà:

    FË = qυBsin α.

Ïðîäîëæåíèå >>>

 

 

Ðåéòèíã@Mail.ru



Ñîäåðæàíèå

!-- Step 2 - Decide on the place where you want to place the video -->
. Âàæíî, ÷òîáû ñêðèïò áûë ïîñëå áëîêà. Íàïðèìåð, ìîæíî ðàçìåñòèòü ïåðåä òåãîì -->