Меню

Чем объясняется взаимодействие двух параллельных проводников с током выберите правильное утверждение

Взаимодействие параллельных проводников с током

Рис. 6.18. На каждый из параллельных проводников с током действует сила Ам­пера в магнитном поле другого провод­ника

Действием силы Ампера объясняется взаимодействие параллельных проводников с током (рис. 6.18).

Каждый из этих проводников имеет свое магнитное поле, действующее на соседний проводнике током. Так, проводник AA’, по которому проходит ток I1, имеет магнитное поле, модуль индукции которого, как ука­зывалось раньше, равен

где r — расстояние от проводника до точ­ки наблюдения.

Если проводник CC’ имеет длину Δl, находится на расстоянии r от проводника AA’ и по нему проходит ток I2, то на него действует сила Ампера 21 поскольку он находится в магнитном поле проводника AA’. Значение этой силы равно

Поскольку проводники параллельные и угол между проводником CC’ и вектором магнитной индукции равен 90°, то sin α = 1.

Подставив значение магнитной индук­ции поля проводника AA’, получим Материал с сайта http://worldofschool.ru

Силу взаимодействия двух па­раллельных проводников с то­ком можно вычислить, зная лишь расстояние между ними и силы токов в них.

Как и при любом взаимодействии, для взаимодействующих параллельных провод­ников с током выполняется III закон дина­мики Ньютона: модули сил, действующих на проводники, одинаковые, а направления — противоположные.

Источник

Учебники

Разделы физики

Журнал «Квант»

Лауреаты премий по физике

Общие

Слободянюк А.И. Физика 10/12.8

§12. Постоянное магнитное поле

12.8 Взаимодействие параллельных токов — закон Ампера.

Теперь без труда можно получить формулу для вычисления силы взаимодействия двух параллельных токов.

Img Slob-10-12-039.jpg

Итак, по двум длинным прямым параллельным проводникам, находящимся на расстоянии R друг от друга (которое во много, раз в 15 меньше длин проводников), протекают постоянные токи I1, I2.

В соответствии с полевой теорией взаимодействие проводников объясняется следующим образом: электрический ток в первом проводнике создает магнитное поле, которое взаимодействует с электрическим током во втором проводнике. Чтобы объяснить возникновение силы, действующей на первый проводник, необходимо проводники «поменять ролями»: второй создает поле, которое действует на первый. Повращайте мысленно правый винт, покрутите левой рукой (или воспользуйтесь векторным произведением) и убедитесь, что при токах текущих в одном направлении, проводники притягиваются, а при токах, текущих в противоположных направлениях, проводники отталкиваются [1] .

Таким образом, сила, действующая на участок длиной Δl второго проводника, есть сила Ампера, она равна

F_2 = I_2 \Delta l B_1\) , (1)

где B1 — индукции магнитного поля, создаваемого первым проводником. При записи этой формулы учтено, что вектор индукции \(

\vec B_1\) перпендикулярен второму проводнику. Индукция поля, создаваемого прямым током в первом проводнике, в месте расположения второго, равна

Из формул (1), (2) следует, что сила, действующая на выделенный участок второго проводника, равна

Легко убедится, что такая же по модулю сила действует на участок такой же длины первого проводника. В этом можно убедиться, просто взглянув внимательно на полученный результат (3) – силы токов входят в эту формулу симметрично. Таким образом, силы взаимодействия между проводниками удовлетворяют третьему закону Ньютона.

Можно наглядно проиллюстрировать взаимодействие проводников, построив картины силовых линий магнитных полей, создаваемых двумя параллельными проводниками. Если мы умеем рассчитывать поля, то по известному алгоритму можно построить эти силовые линии, затратив немного усилий. Вспомним также, что основоположник теории электромагнитного поля Майкл Фарадей воспринимал силовые линии (магнитного и электрического полей) как упругие трубки, благодаря натяжению которых и возникают силы взаимодействия. Ниже представлены точно рассчитанные картины силовых линий магнитных полей в плоскости перпендикулярной двум длинным проводникам, по которым протекают постоянные электрические токи.

Img Slob-10-12-040.jpg

Так на рис.40 показаны силовые линии, для токов текущем в одном направлении, на рис. 40.а силы токов равны, а на рис. 40.б различны. Не правда ли – эти «упругие трубки» стягивают проводники?

Img Slob-10-12-041.jpg

На рис. 41 токи текут в противоположных направлениях, в обоих случаях силы токов различны. Здесь проводникам явно не нравится находиться рядом – они стремятся разойтись.

Читайте также:  Установка проходных трансформаторов тока

Задание для самостоятельной работы.

  1. Задайте самостоятельно направления токов на рис. 40, 41 и укажите направления силовых линий на этих рисунках.

Источник



Контрольная работа по физике по теме «Магнитное поле Электромагнитная индукция» 11 класс

Вариант 1

А1. Чем объясняется взаимодействие двух параллельных проводников с постоянным током?

1) взаимодействие электрических зарядов;

2) действие электрического поля одного проводника с током на ток в другом проводнике;

3) действие магнитного поля одного проводника на ток в другом проводнике.

А2. На какую частицу действует магнитное поле?

1) на движущуюся заряженную;

2) на движущуюся незаряженную;

3) на покоящуюся заряженную;

4) на покоящуюся незаряженную.

А3. На каком из рисунков правильно показано направление индукции магнитного поля, созданного прямым проводником с током.

А4. Прямолинейный проводник длиной 10 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 4 Тл и расположен под углом 300 к вектору магнитной индукции. Чему равна сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля, если сила тока в проводнике 3 А?

1) 1,2 Н; 2) 0,6 Н; 3) 2,4 Н.

А5. В магнитном поле находится проводник с током. Каково направление силы Ампера, действующей на проводник?

От нас; 2) к нам; 3) равна нулю.

А6.Электромагнитная индукция – это:

1) явление, характеризующее действие магнитного поля на движущийся заряд;

2) явление возникновения в замкнутом контуре электрического тока при изменении магнитного потока;

3) явление, характеризующее действие магнитного поля на проводник с током.

А7. На квадратную рамку площадью 1 м2 в однородном магнитном поле с индукцией 2 Тл действует максимальный вращающий момент, равный 4 Н? м. чему равна сила тока в рамке?

1) 1,2 А; 2) 0,6 А; 3) 2А.

В1. Установите соответствие между физическими величинами и единицами их измерения

Источник

Контрольная работа 11 класс Магнитное поле

Контрольная работа по теме:

«Магнитное поле. Электромагнитная индукция»

А1. Чем объясняется взаимодействие двух параллельных проводников с постоянным током?

взаимодействие электрических зарядов;

действие электрического поля одного проводника с током на ток в другом проводнике;

действие магнитного поля одного проводника на ток в другом проводнике.

А2. На какую частицу действует магнитное поле?

на движущуюся заряженную;

на движущуюся незаряженную;

на покоящуюся заряженную;

на покоящуюся незаряженную.

А3 . На каком из рисунков правильно показано направление индукции магнитного поля, созданного прямым проводником с током.

hello_html_377c851e.png

А4. Прямолинейный проводник длиной 20 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 5 Тл и расположен под углом 30 0 к вектору магнитной индукции. Чему равна сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля, если сила тока в проводнике 2 А?

1,2 Н; 2) 0,6 Н; 3) 2,4 Н.

А5. В магнитном поле находится проводник с током. Каково направление силы Ампера, действующей на проводник?

от нас; 2) к нам; 3) равна нулю.

hello_html_m5ebc42b4.png

А6. Электромагнитная индукция – это:

явление, характеризующее действие магнитного поля на движущийся заряд;

явление возникновения в замкнутом контуре электрического тока при изменении магнитного потока;

явление, характеризующее действие магнитного поля на проводник с током.

А7. На квадратную рамку площадью 2 м 2 в однородном магнитном поле с индукцией 2 Тл действует максимальный вращающий момент, равный 8 Н∙м. чему равна сила тока в рамке?

1,2 А; 2) 0,6 А; 3) 2А.

В1. Установите соответствие между физическими величинами и единицами их измерения

В2. Частица массой m , несущая заряд q , движется в однородном магнитном поле с индукцией B по окружности радиуса R со скоростью v . Что произойдет с радиусом орбиты, периодом обращения и кинетической энергией частицы при увеличении скорости движения?

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами

С1. В катушке, индуктивность которой равна 0,6 Гн, возникла ЭДС самоиндукции, равная 30 В. Рассчитайте изменение силы тока и энергии магнитного поля катушки, если это произошло за 0,2 с.

Читайте также:  Аппарат для лечения интерференционными токами что это

Контрольная работа по теме:

«Магнитное поле. Электромагнитная индукция»

А1. Поворот магнитной стрелки вблизи проводника с током объясняется тем, что на нее действует:

магнитное поле, созданное движущимися в проводнике зарядами;

электрическое поле, созданное зарядами проводника;

электрическое поле, созданное движущимися зарядами проводника.

А2. Движущийся электрический заряд создает:

только электрическое поле;

как электрическое поле, так и магнитное поле;

только магнитное поле.

А3 . На каком из рисунков правильно показано направление индукции магнитного поля, созданного прямым проводником с током.

hello_html_m20b0ff77.png

А4. Прямолинейный проводник длиной 50 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 5 Тл и расположен под углом 30 0 к вектору магнитной индукции. Чему равна сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля, если сила тока в проводнике 0,2 А?

0,25 Н; 2) 0,5 Н; 3) 1,5 Н.

А5. В магнитном поле находится проводник с током. Каково направление силы Ампера, действующей на проводник?

от нас; 2) к нам; 3) равна нулю.

hello_html_4490c5bc.png

А6. Сила Лоренца действует

на незаряженную частицу в магнитном поле;

на заряженную частицу, покоящуюся в магнитном поле;

на заряженную частицу, движущуюся вдоль линий магнитной индукции поля.

А7. На квадратную рамку площадью 2 м 2 при силе тока в 4 А действует максимальный вращающий момент, равный 8 Н∙м. Какова индукция магнитного поля в исследуемом пространстве ?

1)1 Тл; 2) 2 Тл; 3) 3Тл.

В1. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым эти величины определяются

В2. Частица массой m , несущая заряд q , движется в однородном магнитном поле с индукцией B по окружности радиуса R со скоростью v . Что произойдет с радиусом орбиты, периодом обращения и кинетической энергией частицы при увеличении заряда частицы?

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами

С1. Под каким углом к силовым линиям магнитного поля с индукцией 0,5 Тл должен двигаться медный проводник сечением 0,85 мм 2 и сопротивлением 0,04 Ом, чтобы при скорости 0,5 м/с на его концах возбуждалась ЭДС индукции, равная 0,35 В? (удельное сопротивление меди ρ= 0,017 Ом∙мм 2 /м)

Контрольная работа по теме:

«Магнитное поле. Электромагнитная индукция»

А1. Магнитные поля создаются:

как неподвижными, так и движущимися электрическими зарядами;

неподвижными электрическими зарядами;

движущимися электрическими зарядами.

А2. Магнитное поле оказывает воздействие:

только на покоящиеся электрические заряды;

только на движущиеся электрические заряды;

как на движущиеся, так и на покоящиеся электрические заряды.

А3 . На каком из рисунков правильно показано направление индукции магнитного поля, созданного прямым проводником с током.

hello_html_m1cada131.png

А4. Какая сила действует со стороны однородного магнитного поля с индукцией 20 мТл на находящийся в поле прямолинейный проводник длиной 50 см, по которому идет ток 18 А? Провод образует прямой угол с направлением вектора магнитной индукции поля.

18 Н; 2) 1,8 Н; 3) 0,18 Н; 4) 0,018 Н.

А5. В магнитном поле находится проводник с током. Каково направление силы Ампера, действующей на проводник?

1)вверх; 2) вниз; 3) влево; 4) вправо.

hello_html_m599edf4a.png

А6. Что показывают четыре вытянутых пальца левой руки при определении

направление силы индукции поля;

направление силы Ампера.

А7. Магнитное поле индукцией 10 мТл действует на проводник, в котором сила тока равна 80 А, с силой 80 мН. Найдите длину проводника, если линии индукции поля и ток взаимно перпендикулярны.

1 м; 2) 0,1 м; 3) 0,01 м; 4) 0,001 м.

В1. Установите соответствие между физическими величинами и единицами их измерения

В2. Частица массой m , несущая заряд q , движется в однородном магнитном поле с индукцией B по окружности радиуса R со скоростью v . Что произойдет с радиусом орбиты, периодом обращения и кинетической энергией частицы при увеличении индукции магнитного поля?

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами

Читайте также:  Трансформаторы тока с шиной в комплекте

С1. В катушке, состоящей из 80 витков, магнитный поток равен 5,2∙10 -3 Вб. За какое время должен исчезнуть этот поток, чтобы в катушке возникла средняя ЭДС индукции 0,56 В?

Контрольная работа по теме:

«Магнитное поле. Электромагнитная индукция»

А1. Что наблюдается в опыте Эрстеда?

проводник с током действует на электрические заряды;

магнитная стрелка поворачивается вблизи проводника с током;

магнитная стрелка поворачивается заряженного проводника

А2. Покоящийся электрический заряд создает:

только электрическое поле;

как электрическое поле, так и магнитное поле;

только магнитное поле.

А3 . На каком из рисунков правильно показано направление индукции магнитного поля, созданного прямым проводником с током.

hello_html_m20b0ff77.png

А4. В однородном магнитном поле с индукцией 0,41 Тл перпендикулярно линиям магнитной индукции расположен проводник длиной 7,68 м. Определителе силу, действующую на проводник, если сила тока в нем равна 6 А.

1)18,89 Н; 2) 188,9 Н; 3) 1,899Н; 4) 0,1889 Н.

А5. В магнитном поле находится проводник с током. Каково направление силы Ампера, действующей на проводник?

1)вправо; 2)влево; 3)вверх; 4) вниз.

hello_html_m2bcb3da4.png

А6. Индукционный ток возникает в любом замкнутом проводящем контуре, если:

Контур находится в однородном магнитном поле;

Контур движется поступательно в однородном магнитном поле;

Изменяется магнитный поток, пронизывающий контур.

А7. На прямой проводник длиной 0,75 м, расположенный перпендикулярно силовым линиям поля с индукцией 0,04 Тл, действует сила 0,45 Н. Найдите силу тока, протекающего по проводнику.

1)0,15 А; 2)1,5 А; 3) 15 А; 4) 150 А.

В1. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым эти величины определяются

В2. Частица массой m , несущая заряд q , движется в однородном магнитном поле с индукцией B по окружности радиуса R со скоростью v U . Что произойдет с радиусом орбиты, периодом обращения и кинетической энергией частицы при уменьшении массы частицы?

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами

С1. Катушка диаметром 4 см находится в переменном магнитном поле, силовые линии которого параллельны оси катушки. При изменении индукции поля на 2 Тл в течении 6,28 с в катушке возникла ЭДС 8 В. Сколько витков имеет катушка.

Оценивание заданий частей А и В

За выполнение задания А учащийся получает 1 балл , если выбранный им ответ совпадает с указанным в таблице ответом.

За выполнение задания В учащийся получает 2 балла , если записанный им набор цифр совпадает с указанным в таблице; 1 балл , если в ответе имеется хотя бы одна ошибка; 0 баллов, если ошибок более одной.

Общие правила оценивания заданий С

За выполнение задания С учащийся получает 3 балла, если в решении присутствуют правильно выполненные следующие элементы:

— правильно записаны необходимые для решения уравнения (законы);

— правильно выполнены алгебраические преобразования и вычисления, записан верный ответ. учащийся имеет право :

доводить решение до конца в общем виде, а затем подставлять числовые данные, или делать промежуточные вычисления; задание оценивается 2 баллами, если

-сделана ошибка в преобразованиях или в вычисленияхили

— при верно записанных исходных уравнениях отсутствуют преобразования или вычисления.

задание оценивается 1 баллом, если

— сделана ошибка в одном из исходных уравнений

-одно из необходимых исходных уравнений отсутствует.

Во всех остальных случаях ставится оценка 0 баллов.

Таблица ответов к заданиям частей А, В и С

Решение заданий части С

Используя закон электромагнитной индукции получаем = 10 А.

Энергия магнитного поля = 30 Дж

ЭДС индукции в движущихся проводниках →
(1) (2) = 2 м; совместное решение (1) и (2) получим ; α= 30 Вариант 3

По закону электромагнитной индукции: N ; N = 0,48 с

По закону электромагнитной индукции ; (1)

Магнитный поток (2); (3).

Решая совместно (1), (2) и (3), получим N = 20000 витков

Критерии оценивания

Максимальное количество баллов – 14

Таблица перевода баллов в оценку

Источник