8. klassi füüsikakursusest tead, et iga magnetvälja asetatud voolu juhtiva juhi puhul, mis ei lange kokku selle magnetjoontega, mõjub see väli teatud jõuga.
Sellise jõu olemasolu saab näidata joonisel näidatud paigalduse abil. Vasktraadist valmistatud kolmepoolne raam ABCD on riputatud konksude külge, et saaks vertikaalselt vabalt kõrvale kalduda. BC pool on tugevaima piirkonnas magnetväli kaarekujuline magnet, mis asub selle pooluste vahel (joonis a). Raam on reostaadi ja võtmega ühendatud järjestikku vooluallikaga.
Riis. Magnetvälja mõju voolu juhtivale juhile
Kui võti on ahelas suletud, siis see juhtub elektrit, ja külg BC tõmmatakse poolustevahelisse ruumi (joonis b).
Kui eemaldate magneti, siis kui ahel on suletud, ei liigu juht BC. See tähendab, et magnetvälja küljelt mõjub voolu juhtivale juhile teatud jõud, mis suunab selle algsest asendist kõrvale.
Magnetvälja mõju voolu juhtivale juhile saab kasutada magnetvälja tuvastamiseks antud ruumipiirkonnas.
Loomulikult on magnetvälja lihtsam tuvastada kompassi abil. Kuid magnetvälja mõju selles asuvale magnetkompassi nõelale taandub sisuliselt ka välja mõjule molekulides ja aatomites ringlevatele elementaarsetele elektrivooludele. magnetiline aine, millest on tehtud nool.
Seega tekib magnetväli elektrivooluga ja tuvastatakse selle mõju järgi elektrivoolule.
Muudame voolu suunda vooluringis, vahetades juhtmeid isoleervarda pesades (joon.). Sel juhul muutub ka juhi BC liikumissuund ja seega ka sellele mõjuva jõu suund.
Riis. Voolu juhtivale juhile magnetväljas mõjuva jõu suund sõltub voolu suunast
Jõu suund muutub ka siis, kui voolu suunda muutmata vahetatakse magneti poolused (st muudetakse magnetvälja jõujoonte suunda). Järelikult on voolu suund juhis, magnetvälja joonte suund ja juhile mõjuva jõu suund omavahel seotud.
Magnetväljas voolu juhtivale juhile mõjuva jõu suunda saab määrata vasaku käe reegli abil.
Lihtsamal juhul, kui juht asub magnetvälja joontega risti asetseval tasapinnal, on see reegel järgmine: kui vasak käsi asetatud nii, et magnetvälja jooned sisenevad peopesale sellega risti ja neli sõrme on suunatud piki voolu, seejärel seatakse 90°. pöial näitab juhile mõjuva jõu suunda (joonis).
Riis. Vasaku käe reegli rakendamine voolu juhtivale juhile
Vasaku käe reeglit kasutades tuleb meeles pidada, et voolu suunaks elektriahelas loetakse suund vooluallika positiivsest poolusest negatiivsele. Teisisõnu, vasaku käe neli sõrme peaksid olema suunatud vastu elektronide voolu elektriahelas. Juhtivates keskkondades nagu elektrolüütide lahused, kus elektrivool tekib mõlema märgi laengute liikumisel, voolu suunal ja seega ka suunal neli sõrme vasak käsi langeb kokku positiivselt laetud osakeste liikumissuunaga.
Vasaku käe reegli abil saate määrata jõu suuna, millega magnetväli mõjutab selles liikuvaid üksikuid osakesi, nii positiivselt kui ka negatiivselt laetud.
Enamiku jaoks lihtne juhtum kui osake liigub sellega risti olevas tasapinnas magnetilised jooned, on see reegel sõnastatud järgmisel viisil: kui vasak käsi on paigutatud nii, et magnetvälja jooned sisenevad peopessa sellega risti ja neli sõrme on suunatud piki positiivselt laetud osakese liikumist (või vastu negatiivse laenguga osakese liikumist), siis on pöial seatud 90° näitab osakesele (riis.) mõjuva jõu suunda.
Riis. Vasaku käe reegli rakendamine magnetväljas liikuvatele laetud osakestele
Vasaku käe reegli abil saab määrata ka voolu suuna (kui on teada magnetvälja jõujoonte suunad ja juhile mõjuv jõud), magnetjoonte suuna (kui voolu suunad ja jõud on teada), liikuva osakese laengu märk (magnetjoonte, jõu ja kiiruse osakese liikumise suunas) jne.
Tuleb märkida, et magnetvälja jõud vooluga juhile või liikuvale laetud osakesele on null, kui voolu suund juhis või osakese kiirus langeb kokku magnetinduktsiooni joonega või on sellega paralleelne ( joonis).
Riis. Magnetväli ei toimi juhtudel, kui vooluga sirge juht või liikuva laetud osakese kiirus on passparalleelsed või langevad kokku magnetvälja joontega
Kodutöö.
Ülesanne 1. Vasta küsimustele.
- Milline katse võimaldab tuvastada magnetväljas voolu juhtivale juhile mõjuva jõu olemasolu?
- Kuidas tuvastatakse magnetväli?
- Mis määrab magnetväljas voolu juhtivale juhile mõjuva jõu suuna?
- Sõnastage magnetväljas voolu juhtiva juhi vasaku käe reegel; sellel väljal liikuva laetud osakese jaoks.
- Mida saate vasaku käe reegli abil kindlaks teha?
- Millisel juhul võrdub magnetvälja jõud voolu juhtivale juhile või liikuvale laetud osakesele nulliga?
Ülesanne 2. Lahenda mõistatus.
Tunnile on lisatud fail “See on huvitav!”. Saate faili alla laadida igal teile sobival ajal.
Kasutatud allikad:
http://www.tepka.ru/fizika_9/36.html
Teame, et magnetid mõjutavad juhte, meelitades või tõrjudes neid. Kui tood küüne külge magneti, tõmbab küüs magneti külge. Kui meil pole mitte ainult juht, vaid voolujuht, siis mõjutab seda ka väline magnetväli, mis sunnib seda liikuma.
Magnetvälja tuvastamise katsed
See tehti kindlaks korduvate katsete tulemusena, riputades püsimagneti väljas vooluga vabalt liikuva raami. Kui vool juhiti läbi ahela, see tähendab läbi raami, kaldus see oma algsest asendist kõrvale.
Kui vool välja lülitati või magnet eemaldati, naasis raam algasendisse. lähtepositsioon. See tähendab, et magnet põhjustas vooluga juhi liikumise ruumis. Seda efekti saab kasutada magnetvälja tuvastamiseks selle mõju järgi elektrivoolule.
Vooluahelas katsete tegemisel muudeti voolu suunda, samuti paigaldati magnet erinevalt raami lähedusse. Samal ajal kaldus raam erineval viisil kõrvale. Leidis, et selle läbipainde suund, ja sellest tulenevalt ka magnetvälja toimesuund voolu juhtivale juhile, on seotud voolu suunaga vooluringis ja magnetliinide suunaga.
"Vasaku käe reegel"
Selle toimingu suuna leidmiseks saate rakendada vasaku käe reeglit. Vasaku käe reegel füüsikas näeb välja selline:
Kui vasak käsi on paigutatud nii, et magnetvälja jooned sisenevad peopesale sellega risti ja neli sõrme on suunatud piki voolu, siis 90˚ nurga all olev pöial näitab juhile mõjuva jõu suunda.
Tuleb meeles pidada, et elektrivoolu suund on positiivsete laengute, mitte elektronide liikumise suund. Vool on alati suunatud allika positiivsest poolusest negatiivsesse. Elektrolüütide lahustes võetakse voolu läbimisel selle suunaks positiivsete ioonide liikumine.
Sellest tulenevalt saate sellest reeglist leida mitte ainult magnetvälja jõu toimesuuna voolu juhtivale juhile, vaid ka voolu suuna, kui magnetvälja joonte suund ja selle vooluahelale mõjuvad suund. on teada, samuti saate määrata, kuhu magnetvälja jooned on suunatud, kui teate , kus vool voolab ja kuhu vooluahel liigub. See tähendab, et vasaku käe reegel kehtib võrdselt ja kehtib kõigile selles osalejatele.
Samuti tuleb märkida, et jõu mõjumiseks voolu kandvale juhile ei tohi magnetvälja jooned olla paralleelsed ega kattuda vooluahelas oleva voolu suunaga. Magnetväljal on maksimaalne mõju, kui selle jooned on voolu suunaga risti.
Tuletagem meelde, kuidas saame magnetvälja tuvastada, sest see on nähtamatu ja meie meeled seda ei taju? Magnetvälja saab tuvastada ainult selle mõju järgi teistele kehadele, näiteks magnetnõelale. Väli mõjub noolele teatud jõuga, muutes selle algset suunda. Magnetväli tekib siis, kui laengud liiguvad mööda juhti ahelas või rõngasvoolude sama orientatsiooni tõttu. püsimagnetid. Oerstedi avastus elektri ja magnetismi seostest ajendas teadlasi läbi viima erinevaid katseid, mille abil loodi uusi mustreid. Teame juba, et voolu juhtiva juhi ümber tekib magnetväli. Kuidas käitub voolu juhtiv juht, kui see asetatakse erinevasse magnetvälja?
Teeme eksperimendi.
Paneme kokku installatsiooni, mis koosneb liigutatavast isoleervardale monteeritud vaskraamist, vooluallikast, reostaadist ja võtmest. Lülitage vooluahel sisse. Raam jääb liikumatuks. Me juba teame, et juhi ümber on magnetväli, kuid me ei suuda seda tuvastada. Avame vooluringi. Asetame kaarekujulise magneti raami lähedusse nii, et raami horisontaalne osa paikneks selle pooluste vahel (kuna pooluste läheduses on magnetväli kõige tugevam). Kaarmagneti ümber on ka magnetväli, kuid seni, kuni kaadris voolu ei voola, ei saa me seda ka tuvastada. Paneme ahela kinni. Raam hakkas liikuma ja kaldus vasakule. Magnetile suunatud teatud jõud pani raami liikuma ja pani selle teatud nurga all kõrvale. Juhi ümbritsev magnetväli tekib elektrivoolu toimel. Magnetvälja saab tuvastada selle mõju järgi elektrivoolule. Joonisel on näidatud voolu liikumise suund juhis. Voolu suunaks valitakse liikumine vooluallika positiivselt pooluselt negatiivsele poolusele. Muudame polaarsust muutes voolu suunda. Sulgeme vooluringi ja tuvastame uuesti magnetvälja raamil oleva tegevuse järgi - see on teatud nurga võrra kõrvale kaldunud magneti vastassuunas. Kui viimases katses on magneti pooluste asukoht vastupidine, tõmmatakse raam kaaremagneti sisse. Jõu suuna, mille all juht konkreetses suunas liigub, saab määrata vasaku käe reegliga. See mnemooniline reegel, mille abil on lihtne kindlaks teha, kuhu jõud suunatakse, tähistame seda joonisel tähega F. Kui vasak käsi on paigutatud nii, et magnetvälja jooned sisenevad peopessa risti, neli sõrme näitavad voolu suunda, siis 900-le seatud pöial näitab jõujuhile mõjuva jõu suunda. Pidage meeles, et voolu suund on liikumine plussist miinusesse. Nii et nad liiguvad juhtivas keskkonnas positiivsed laengud, luues voolu. Seega reegli järgi parem käsi Samuti saate määrata positiivselt laetud osakese jõu suuna. Ja kui tahame määrata sellele mõjuva jõu suuna negatiivne osake, neli sõrme tuleks asetada negatiivselt laetud osakese liikumise vastas.
Määrake magneti pooluste paiknemine, voolu suund ja magnetväljalt voolu juhtivale juhile mõjuv jõud. Kasutame vasaku käe reeglit. Vasaku käe neli sõrme näitavad hoovuse suunda. Juht asub tasapinnaga risti ja kuna me näeme noole (risti) sulgemist, liigub vool meist eemale. Magnetväljast mõjuva jõu suunda näitab pöial, mis on 900 kraadi kaugusel. Vasaku käe peopesa vaatab üles, seega sisenevad sellesse magnetvälja jooned, see tähendab põhjapoolus Magnet peaks asuma peal. Kui voolu suund juhis või osakese kiirus langeb kokku magnetinduktsiooni joonega või on sellega paralleelne, siis on magnetvälja või liikuva laetud osakese jõud null.
Magnetvälja tuvastamine selle mõju järgi elektrivoolule. Vasaku käe reegel
Elektromagnetilised nähtused
Tänu tänasele videoõpetusele saame teada, kuidas tuvastatakse magnetväli selle mõju järgi elektrivoolule. Meenutagem vasaku käe reeglit. Eksperimendi kaudu saame teada, kuidas magnetvälja tuvastatakse selle mõju järgi teisele elektrivoolule. Uurime, mis on vasaku käe reegel.
Selles õppetükis käsitleme magnetvälja tuvastamist selle mõju järgi elektrivoolule ja tutvume vasaku käe reegliga.
Pöördume kogemuse poole. Esimese sellise katse hoovuste vastasmõju uurimiseks viis läbi prantsuse teadlane Ampere 1820. aastal. Katse oli järgmine: paralleelsete juhtide kaudu juhiti ühes suunas elektrivool, seejärel vaadeldi nende juhtide vastasmõju eri suundades.
Riis. 1. Ampere eksperiment. Voolu kandvad kaassuunalised juhid tõmbavad ligi, vastassuunalised tõrjuvad
Kui võtta kaks paralleelset juhti, mida läbib elektrivool samas suunas, siis sel juhul juhid tõmbavad üksteist. Kui elektrivool liigub samades juhtides eri suundades, tõrjuvad juhid üksteist. Seega vaatleme magnetvälja jõu mõju elektrivoolule. Seega võime öelda järgmist: magnetvälja tekitab elektrivool ja see tuvastatakse selle mõju järgi teisele elektrivoolule (Ampere'i jõud).
Millal see läbi viidi? suur hulk sarnaste katsetega saadi reegel, mis ühendab magnetjoonte suuna, elektrivoolu suuna ja magnetvälja jõu mõju. Seda reeglit nimetatakse vasaku käe reegel. Definitsioon: vasak käsi tuleb asetada nii, et magnetjooned siseneksid peopessa, neli välja sirutatud sõrme näitavad elektrivoolu suunda – siis näitab kõverdatud pöial magnetvälja suunda.
Riis. 2. Vasaku käe reegel
Pange tähele: me ei saa öelda, et kõikjal, kuhu magnetjoon on suunatud, toimib magnetväli seal. Siin on koguste vaheline seos mõnevõrra keerulisem, seega kasutame vasaku käe reegel.
Pidagem meeles, et elektrivool on elektrilaengute suunaline liikumine. See tähendab, et liikuvale laengule mõjub magnetväli. Ja me saame seda ära kasutada sel juhul ka vasaku käe reegel selle tegevuse suuna määramiseks.
Vaadake allolevat pilti vasaku käe reegli erinevate kasutusviiside kohta ja analüüsige iga juhtumit ise.
Riis. 3. Vasaku käe reegli erinevad rakendused
Lõpuks veel üks oluline fakt. Kui elektrivool või laetud osakese kiirus on suunatud mööda magnetvälja jooni, siis magnetväli nendele objektidele ei avalda.
Nimekiri lisakirjandust:
Aslamazov L.G. Laetud osakeste liikumine elektri- ja magnetväljas // Kvant. - 1984. - nr 4. - Lk 24-25. Myakishev G.Ya. Kuidas elektrimootor töötab? // Kvant. - 1987. - nr 5. - Lk 39-41. Algõpik Füüsika. Ed. G.S. Landsberg. T. 2. - M., 1974. Yavorsky B.M., Pinsky A.A. Füüsika alused. T.2. - M.: Fizmatlit, 2003.
valik 1
A. elektronid
B. positiivsed osakesed
2. Elektrimootori töö põhineb...
A. magnetvälja mõju elektrivoolu kandvale juhile
B. laengute elektrostaatiline vastastikmõju
B. tegevus elektriväli pa elektrilaeng
G. eneseinduktsiooni nähtus
3. Positiivse laenguga osake, mille kiirus on horisontaalselt suunatud v. lendab välja piirkonda risti magnetjoontega (vt joonis). Kuhu on suunatud osakesele mõjuv jõud?
B. Vertikaalselt üles
B. Vertikaalselt allapoole
4. Elektriahel, mis koosneb neljast sirgest horisontaalsest juhist (1-2, 2-3, 3-4, 4-1) ja allikast alalisvool, on ühtlases magnetväljas, elektriliinid mis on suunatud vertikaalselt üles (vt joonis, pealtvaade).Juhile 4-1 mõjuv jõud on suunatud 
A. horisontaalselt vasakule
B. horisontaalselt paremale
B. vertikaalselt alla
G. vertikaalselt üles
=============================
Testi teema: "Magnetvälja tuvastamine selle mõju järgi elektrivoolule. Vasaku käe reegel"
2. variant
1. Voolu suund, vastavalt selle esitusele magnetismis, ühtib liikumissuunaga
A. negatiivsed ioonid
B. elektronid
B. positiivsed osakesed
2. Magnetväli mõjub nullist erineva jõuga...
A. ioon, mis liigub risti magnetinduktsiooni joontega
B. ioon, mis liigub mööda magnetinduktsiooni jooni
B. aatom puhkeolekus
G. puhke ioon
3. Valige õige(d) väide(ed).
V: positiivselt laetud osakesele mõjuva jõu suuna määramiseks tuleb vasaku käe neli sõrme asetada osakese kiiruse suunas.
B: negatiivselt laetud osakesele mõjuva jõu suuna määramiseks tuleb vasaku käe neli sõrme asetada osakese kiiruse suunas.
A. Ainult B
B. ei A ega B
B. ja A ja B
G. Ainult A
4. Negatiivse laenguga osake horisontaalselt suunatud kiirusega v lendab magnetjoontega risti olevasse välja piirkonda (vt joonis). Kuhu on suunatud osakesele mõjuv jõud?
A. joonise tasapinnas horisontaalselt paremale
B. joonise tasapinnas horisontaalselt vasakule
=============================
Testi teema: "Magnetvälja tuvastamine selle mõju järgi elektrivoolule. Vasaku käe reegel"
3. võimalus
1. Voolu suund, vastavalt selle esitusele magnetismis, ühtib liikumissuunaga
A. negatiivsed ioonid
B. elektronid
B. positiivsed osakesed
2. Ruudukujuline raam paikneb ühtlases magnetväljas, nagu on näidatud joonisel. Voolu suund kaadris on näidatud nooltega. Raami alumisele küljele mõjuv jõud on 
A. suunatud allapoole
B. lehe tasapinnast meile
V. lehe tasapinnas meist
G. suunatud ülespoole
3. Neljast sirgest horisontaalsest juhist (1-2, 2-3, 3-4, 4-1) ja alalisvooluallikast koosnev elektriahel paikneb ühtlases magnetväljas, mille jõujooned on suunatud vertikaalselt. ülespoole (vt joonis , pealtvaade).Juhile 4-1 mõjuv jõud on suunatud
A. horisontaalselt paremale
B. vertikaalselt üles
B. horisontaalselt vasakule
D. vertikaalselt alla
A. meie peal jooniselt
B. horisontaalselt vasakule
V. meilt joonisele
G. horisontaalselt paremale
=============================
Testi teema: "Magnetvälja tuvastamine selle mõju järgi elektrivoolule. Vasaku käe reegel"
4. võimalus
1. Voolu suund, vastavalt selle esitusele magnetismis, ühtib liikumissuunaga
A. elektronid
B. positiivsed osakesed
B. negatiivsed ioonid
2. Neljast sirgest horisontaaljuhist (1-2, 2-3, 3-4, 4-1) ja alalisvooluallikast koosnev elektriahel paikneb ühtlases magnetväljas, mille jõujooned on suunatud vertikaalselt. ülespoole (vt joonis , pealtvaade).Juhile 4-1 mõjuv jõud on suunatud
A. horisontaalselt vasakule
B. vertikaalselt alla
B. vertikaalselt üles
G. horisontaalselt paremale
3. Ruudukujuline raam paikneb ühtlases magnetväljas, nagu on näidatud joonisel. Voolu suund kaadris on näidatud nooltega. Raami alumisele küljele mõjuv jõud on
A. suunatud ülespoole
B. lehe tasapinnast meile
V. lehe tasapinnas meist
G. suunatud allapoole
4. Neljast sirgest horisontaaljuhist (1-2, 2-3, 3-4, 4-1) ja alalisvooluallikast koosnev elektriahel on ühtlases magnetväljas, mille jooned on suunatud horisontaalselt paremale. (vt joonis, vaade ülalt). Juhtile 1-2 mõjuv jõud on suunatud
A. horisontaalselt paremale
B. meilt joonisele
B. horisontaalselt vasakule
G. meie peal jooniselt
=============================
Testi teema: "Magnetvälja tuvastamine selle mõju järgi elektrivoolule. Vasaku käe reegel"
5. võimalus
1. Ruudukujuline raam paikneb ühtlases magnetväljas, nagu on näidatud joonisel. Voolu suund kaadris on näidatud nooltega. Raami alumisele küljele mõjuv jõud on
A. lehe tasapinnast meile
B. suunatud ülespoole
V. suunatud allapoole
G. lehe tasapinnas meist
2. Neljast sirgest horisontaaljuhist (1-2, 2-3, 3-4, 4-1) ja alalisvooluallikast koosnev elektriahel on ühtlases magnetväljas, mille jooned on suunatud horisontaalselt paremale. (vt joonis, vaade ülalt). Juhtile 1-2 mõjuv jõud on suunatud
A. horisontaalselt vasakule
B. meilt joonisele
B. horisontaalselt paremale
G. meie peal jooniselt
3. Elektrimootori põhieesmärk on muundada...
A. elektrienergia mehaaniliseks energiaks
B. mehaaniline energia sisse elektrienergia
IN. sisemine energia mehaaniliseks energiaks
G. mehaaniline energia sisse erinevat tüüpi energiat
4. Voolu suund selle esituse järgi magnetismis langeb kokku liikumissuunaga
A. positiivsed osakesed
B. elektronid
Negatiivsetes ioonides
=============================
=============================
Testi teema: "Magnetvälja tuvastamine selle mõju järgi elektrivoolule. Vasaku käe reegel"
Õiged vastused:
valik 1
1. küsimus – B;
2. küsimus – A;
3. küsimus – G;
4. küsimus – A;
2. variant
1. küsimus – B;
2. küsimus – A;
3. küsimus – B;
4. küsimus – G;
3. võimalus
1. küsimus – B;
2. küsimus – B;
3. küsimus – B;
4. küsimus – A;
4. võimalus
1. küsimus – B;
2. küsimus – A;
3. küsimus – B;
4. küsimus – G;
5. võimalus
1. küsimus – G;
2. küsimus – G;
3. küsimus – A;
4. küsimus – A;