Виявлення магнітного поля за ним. Введення у вивчення нового матеріалу

Варіант 1

А. електронів

Б. позитивних частинок

Ст. негативних іонів

2. В основі роботи електродвигуна лежить...

А. дія магнітного поляна провідник з електричним струмом

Б. електростатична взаємодія зарядів

В. дія електричного поляпа електричний заряд

Г. явище самоіндукції

3. Позитивно заряджена частка, що має горизонтально спрямовану швидкість v. влітає в область поля перпендикулярно до магнітних ліній (див. рис.). Куди спрямовано діючу частинку силу?

Б. Вертикально нагору

В. Вертикально вниз

4. Електричний ланцюг, що складається з чотирьох прямолінійних горизонтальних провідників (1-2, 2-3, 3-4, 4-1) та джерела постійного струму, знаходиться в однорідному магнітному полі, силові лініїякого спрямовані вертикально вгору (див. рис., вид зверху). Сила, що діє на провідник 4-1, спрямована

А. горизонтально вліво

Б. горизонтально вправо

Ст вертикально вниз

Г. вертикально вгору

=============================

Тема тесту: "Виявлення магнітного поля за його дією на електричний струм. Правило лівої руки

Варіант 2

1. Напрямок струму, згідно з його поданням у магнетизмі, збігається з напрямком руху

А. негативних іонів

Б. електронів

В. позитивних частинок

2. Магнітне поле діє з ненульовою за модулем силою на...

А. іон, що рухається перпендикулярно лініям магнітної індукції

Б. іон, що рухається вздовж ліній магнітної індукції

В. атом, що спочиває

Г. іон, що спочиває

3. Виберіть правильні твердження.

А: для визначення напрямку сили, що діє на позитивно заряджену частинку, слід чотири пальці лівої руки розташовувати за напрямом швидкості частки

Б: для визначення напрямку сили, що діє на негативно заряджену частинку, слід чотири пальці лівої руки розташовувати проти напрямку швидкості частки

А. Тільки Б

Б. ні А, ні Б

Ст і А, і Б

Г. Тільки А

4. Негативно заряджена частка, що має горизонтально спрямовану швидкість v, влітає в область поля перпендикулярно до магнітних ліній (див. рис.). Куди спрямовано діючу частинку силу?

А. горизонтально вправо у площині малюнка

Б. горизонтально вліво у площині малюнка

=============================

Тема тесту: "Виявлення магнітного поля щодо його дії на електричний струм. Правило лівої руки"

Варіант 3

1. Напрямок струму, згідно з його поданням у магнетизмі, збігається з напрямком руху

А. негативних іонів

Б. електронів

В. позитивних частинок

2. Квадратна рамка розташована в однорідному магнітному полі гак, як показано на малюнку. Напрямок струму у рамці вказано стрілками. Сила, що діє на нижній бік рамки,

А. спрямована вниз

Б. із площини листа до нас

Ст в площину листа від нас

Р. спрямована вгору

3. Електричний ланцюг, що складається з чотирьох прямолінійних горизонтальних провідників (1-2, 2-3, 3-4, 4-1) та джерела постійного струму, знаходиться в однорідному магнітному полі, силові лінії якого спрямовані вертикально вгору (див. рис. , вид зверху). Сила, що діє на провідник 4-1, спрямована

А. горизонтально вправо

Б. вертикально нагору

В. горизонтально вліво

Р. вертикально вниз

А. на нас від малюнка

Б. горизонтально вліво

В. від нас до малюнка

Г. горизонтально вправо

=============================

Тема тесту: "Виявлення магнітного поля щодо його дії на електричний струм. Правило лівої руки"

Варіант 4

1. Напрямок струму, згідно з його поданням у магнетизмі, збігається з напрямком руху

А. електронів

Б. позитивних частинок

В. негативних іонів

2. Електричний ланцюг, що складається з чотирьох прямолінійних горизонтальних провідників (1-2, 2-3, 3-4, 4-1) та джерела постійного струму, знаходиться в однорідному магнітному полі, силові лінії якого спрямовані вертикально вгору (див. рис. , вид зверху). Сила, що діє на провідник 4-1, спрямована

А. горизонтально вліво

Б. вертикально вниз

Ст вертикально вгору

Г. горизонтально вправо

3. Квадратна рамка розташована в однорідному магнітному полі гак, як показано на малюнку. Напрямок струму у рамці вказано стрілками. Сила, що діє на нижній бік рамки,

А. спрямована вгору

Б. із площини листа до нас

Ст в площину листа від нас

Р. спрямована вниз

4. Електричний ланцюг, що складається з чотирьох прямолінійних горизонтальних провідників (1-2, 2-3, 3-4, 4-1) та джерела постійного струму, знаходиться в однорідному магнітному полі, лінії якого спрямовані горизонтально вправо (див. рис. вид зверху). Сила, що діє на провідник 1-2, спрямована

А. горизонтально вправо

Б. від нас до малюнку

В. горизонтально вліво

Г. на нас від малюнка

=============================

Тема тесту: "Виявлення магнітного поля щодо його дії на електричний струм. Правило лівої руки"

Варіант 5

1. Квадратна рамка розташована в однорідному магнітному полі гак, як показано на малюнку. Напрямок струму у рамці вказано стрілками. Сила, що діє на нижній бік рамки,

А. із площини листа до нас

Б. спрямована вгору

Ст спрямована вниз

Р. у площину листа від нас

2. Електричний ланцюг, що складається з чотирьох прямолінійних горизонтальних провідників (1-2, 2-3, 3-4, 4-1) та джерела постійного струму, знаходиться в однорідному магнітному полі, лінії якого спрямовані горизонтально вправо (див. рис. вид зверху). Сила, що діє на провідник 1-2, спрямована

А. горизонтально вліво

Б. від нас до малюнку

В. горизонтально вправо

Г. на нас від малюнка

3. Основне призначення електродвигуна полягає у перетворенні...

А. електричної енергії в механічну енергію

Б. механічної енергії в електричну енергію

Ст. внутрішньої енергіїу механічну енергію

Г. механічної енергії в різні видиенергії

4. Напрямок струму, згідно з його поданням у магнетизмі, збігається з напрямком руху

А. позитивних частинок

Б. електронів

У негативних іонів

=============================

Тема тесту: "Виявлення магнітного поля щодо його дії на електричний струм. Правило лівої руки"

Вірні відповіді:

Варіант 1

Питання 1 – Б;

Питання 2 – А;

Питання 3 – Г;

Питання 4 – А;

Варіант 2

Питання 1 - У;

Питання 2 – А;

Питання 3 – В;

Питання 4 – Г;

Варіант 3

Питання 1 - У;

Питання 2 - У;

Питання 3 – В;

Питання 4 – А;

Варіант 4

Питання 1 – Б;

Питання 2 – А;

Питання 3 – В;

Питання 4 – Г;

Варіант 5

Питання 1 – Г;

Питання 2 – Г;

Питання 3 – А;

Питання 4 – А;

Згадаймо, як можна виявити магнітне поле, адже воно невидимо і наші органи чуття його не сприймають? Магнітне поле можна виявити тільки за його впливом на інші тіла, наприклад, на магнітну стрілку. Поле діє на стрілку з силою, яка змушує її змінити початкову орієнтацію. Магнітне поле створюється при русі зарядів уздовж провідника в ланцюзі або за рахунок однакової орієнтації кільцевих струмів постійних магнітах. Відкриття Ерстеда про взаємозв'язок між електрикою і магнетизмом спонукало вчених проводити різні досліди, за допомогою яких були встановлені нові закономірності. Ми вже знаємо, що навколо провідника зі струмом створюється магнітне поле. А як поводитиметься провідник зі струмом, якщо його помістити в інше магнітне поле?
Проведемо досвід.
Зберемо установку, що складається з рухомої рамки з міді, закріпленої на ізолюючій штанзі, джерела струму, реостату та ключа. Увімкни ланцюг. Рамка залишиться нерухомою. Ми вже знаємо, що довкола провідника є магнітне поле, але виявити ми його не можемо. Розімкнемо ланцюг. Розташуємо дугоподібний магніт поблизу рамки так, щоб горизонтальна частина рамки розташовувалася між його полюсами (бо поблизу полюсів магнітне поле найбільш сильне). Навколо дугового магніту так само є магнітне поле, але поки в рамці не тече струм, виявити його ми так само не можемо. Замкнемо ланцюг. Рамка почала рухатися і відхилилася вліво. Деяка сила, спрямована в бік магніту, привела рамку в рух і відхилила її на деякий кут. Магнітне поле навколо провідника створюється електричним струмом. Виявити магнітне поле можна на його дію електричний струм. На малюнку зазначено напрямок руху струму у провіднику. За напрямок струму вибрано рух від позитивного полюса джерела струму до негативного полюса. Змінимо напрямок струму, змінивши полярність. Замикаємо ланцюг і знову виявляємо магнітне поле по дії на рамку - він відхилився на деякий кут у протилежний від магніту бік. Якщо в останньому досвіді змінити розташування полюсів магніту на протилежне, рамка втягнеться в дуговий магніт. Напрямок сили, під дією якої провідник рухається у конкретному напрямку, можна визначити за правилом лівої руки. Це мнемонічне правило, за допомогою якого легко визначити, куди буде спрямована сила, позначимо її на малюнку літерою F. Якщо ліву рукурозташувати так, щоб лінії магнітного поля входили перпендикулярно долоню, чотири пальці показували напрям струму, тоді відставлений на 900 великий палецьпокаже напрямок чинної на провідник сили. Запам'ятайте, що за напрямок струму вибрано рух від плюс до мінуса. Так у провідному середовищі рухаються позитивні зарядистворення струму. Значить, за правилом правої рукитак само можна визначити напрямок сили для позитивно зарядженої частки. А коли ми хочемо визначити напрямок сили, що діє на негативну часткучотири пальці повинні розташовуватися проти руху негативно зарядженої частинки.
Визначте, як розташовані полюси магніту, напрям сили струму та сили, що діє з боку магнітного поля на провідник зі струмом. Скористайтеся правилом лівої руки. Чотири пальці лівої руки показують напрямок струму. Провідник розташований перпендикулярно до площини, а так як ми бачимо оперення стріли (хрест), отже, струм рухається від нас. Напрямок сили, що діє з боку магнітного поля, показує відставлений на 900 великий палець. Долоня лівої руки дивиться вгору, отже, до неї входитимуть лінії магнітного поля, тобто північний полюсмагніт повинен розташовуватися зверху. Якщо напрям струму в провіднику або швидкість частинки збігаються з лінією магнітної індукції або паралельні їй, то сила дії магнітного поля або заряджену частинку, що рухається, дорівнює нулю.

Виявлення магнітного поля за його впливом на електричний струм. Правило лівої руки
Електромагнітні явища

Завдяки сьогоднішньому відеоуроку ми дізнаємося, як відбувається виявлення магнітного поля щодо його дії на електричний струм. Запам'ятаємо правило лівої руки. За допомогою досвіду ми дізнаємося, як відбувається виявлення магнітного поля щодо його впливу на інший електричний струм. Вивчимо, у чому полягає правило лівої руки.

На цьому уроці ми обговоримо питання, пов'язане з виявленням магнітного поля щодо його дії на електричний струм, і познайомимося з правилом лівої руки.

Звернемося до досвіду. Перший подібний експеримент із дослідження взаємодії струмів було проведено французьким ученим Ампером у 1820 році. Експеримент полягав у наступному: паралельними провідниками пропускали електричний струм в одному напрямку, потім у різних напрямках спостерігали взаємодію цих провідників.

Мал. 1. Досвід Ампера. Сонаправлені провідники зі струмом притягуються, протиспрямовані відштовхуються

Якщо взяти два паралельні провідники, якими проходить електричний струм в одному напрямку, то в цьому випадку провідники будуть притягуватися один до одного. Коли в тих же провідниках електричний струм проходить у різних напрямках, провідники відштовхуються. Таким чином ми спостерігаємо силову дію магнітного поля на електричний струм. Отже, можна сказати таке: магнітне поле створюється електричним струмом і виявляється за його впливом на інший електричний струм (сила Ампера).

Коли було проведено велика кількістьаналогічних експериментів, то було отримано правило, яке пов'язує між собою напрямок магнітних ліній, напрям електричного струму та силова дія магнітного поля. Це правило отримало назву правило лівої руки. Визначення: ліву руку потрібно розташувати таким чином, щоб магнітні лінії входили в долоню, чотири витягнуті пальці вказували напрямок електричного струму - тоді відігнутий великий палець вкаже напрямок дії магнітного поля.

Мал. 2. Правило лівої руки

Зверніть увагу: ми не можемо говорити про те, куди спрямована магнітна лінія, туди і діє магнітне поле. Тут взаємозв'язок між величинами дещо складніший, тому ми користуємося правилом лівої руки.

Згадаймо, що електричний струм – це спрямований рух електричних зарядів. Значить, магнітне поле діє на заряд, що рухається. І ми можемо скористатися в даному випадкутак само правилом лівої руки для визначення напряму цієї дії.

Зверніть увагу на малюнок, на якому наведено різні випадки використання правила лівої руки, та проаналізуйте кожен випадок самостійно.

Мал. 3. Різні випадки застосування правила лівої руки

Насамкінець, ще один важливий факт. Якщо електричний струм або швидкість зарядженої частинки спрямовані вздовж ліній магнітного поля, ніякої дії магнітного поля на ці об'єкти не буде.

Список додаткової літератури:

Асламазов Л.Г. Рух заряджених частинок в електричному та магнітному полях // Квант. - 1984. - № 4. - С. 24-25. Мякішев Г.Я. Як працює електродвигун? //Квант. - 1987. - № 5. - С. 39-41. Елементарний підручникфізики. За ред. Г.С. Ландсберг. Т. 2. – М., 1974. Яворський Б.М., Пінський А.А. Основи фізики. Т.2. - М: Фізматліт, 2003.

Мал. 1. Досвід Ампера. Сонаправлені провідники зі струмом притягуються, протиспрямовані відштовхуються

Коли було проведено велику кількість аналогічних експериментів, було отримано правило, яке пов'язує між собою напрямок магнітних ліній, напрямок електричного струму і силову дію магнітного поля. Це правило отримало назву правило лівої руки. Визначення: ліву руку потрібно розташувати таким чином, щоб магнітні лінії входили в долоню, чотири витягнуті пальці вказували напрямок електричного струму - тоді відігнутий великий палець вкаже напрямок дії магнітного поля.

Мал. 2. Правило лівої руки

Згадаймо, що електричний струм – це спрямований рух електричних зарядів. Значить, магнітне поле діє на заряд, що рухається. І ми можемо скористатися в цьому випадку так само правилом лівої руки для визначення напряму цієї дії.

Мал. 3. Різні випадки застосування правила лівої руки

Список додаткової літератури:

Асламазов Л.Г. Рух заряджених частинок в електричному та магнітному полях // Квант. - 1984. - № 4. - С. 24-25. Мякішев Г.Я. Як працює електродвигун? //Квант. - 1987. - № 5. - С. 39-41. Елементарний підручник з фізики. За ред. Г.С. Ландсберг. Т. 2. – М., 1974. Яворський Б.М., Пінський А.А. Основи фізики. Т.2. - М: Фізматліт, 2003.

Запитання.

1. Як на досвіді виявити наявність сили, що діє на провідник зі струмом у магнітному полі?

Потрібно розмістити провідник зі струмом між полюсами магніту так, щоб напрямок струму було перпендикулярно лініям магнітного поля, а кріплення дозволяло провіднику рухатися. При пропущенні струму провідник відхилятиметься, але цього не станеться, якщо прибрати магніт.

2. Як виявляється магнітне поле?

Магнітне поле можна виявити за його впливом на магнітну стрілку або на провідник зі струмом.

3. Від чого залежить напрямок сили, що діє на провідник зі струмом у магнітному полі?

Від напрямку струму та напрямки магнітних ліній.

4. Як читається правило лівої руки для провідника зі струмом, що знаходиться в магнітному полі? для зарядженої частки, що рухається в цьому полі?

Якщо розмістити ліву руку так, щоб лінії магнітної індукції входили в долоню перпендикулярно до неї, а витягнуті чотири пальці вказували напрямок струму (напрямок руху позитивно зарядженої частинки), то відставлений на 90° великий палець покаже напрямок сили, що діє на провідник.

5. Що приймається за напрям струму у зовнішній частині електричного ланцюга?

Це напрямок від позитивного полюса до негативного.

6. Що можна визначити, користуючись правилом лівої руки?

Напрямок сили, що діє на провідник, знаючи напрямок струму та ліній магнітного поля. Напрямок струму, знаючи напрямок сили та магнітних ліній. Напрямок ліній магнітного поля, знаючи напрямок струму та сили, що діє на провідник.

7. У якому разі сила дії магнітного поля на провідник зі струмом або заряджену частинку, що рухається, дорівнює нулю?

У разі коли напрямок руху струму або напрямок швидкості частинок збігається з напрямком ліній магнітної індукції сила дії магнітного поля дорівнює нулю.

Вправи.

1. В яку сторону покотиться легка алюмінієва трубочка під час замикання ланцюга (рис. 112)?

За правилом лівої руки визначаємо, що праворуч.

2. На малюнку 113 зображено два оголені провідники, з'єднані з джерелом струму, і легка алюмінієва трубочка АВ. Вся установка знаходиться у магнітному полі. Визначте напрямок струму в трубочці АВ, якщо в результаті взаємодії цього струму з магнітним полем трубочка котиться провідниками у напрямку, вказаному на малюнку. Який полюс джерела струму є позитивним, а який негативним?

За правилом лівої руки струм рухається від точки А до В, отже верхній полюс джерела струму – позитивний, а нижній – негативний.

3. Між полюсами магнітів (рис. 114) розташовані чотири провідники зі струмом. Визначте, у який бік рухається кожен із них.

Зліва – вгору, вниз. Праворуч – вниз, вгору.

4. На малюнку 115 зображено негативно заряджену частинку. що рухається зі швидкістю v магнітному полі. Зробіть такий самий малюнок у зошиті вкажіть стрілочкою напрямок сили, з якою поле діє частинку.

5. Магнітне поле діє із силою F на частинку, що рухається зі швидкістю v (рис. 116). Визначте знак заряду частки.

Знак заряду частки – негативний (застосовуємо правило лівої руки).