1. Действие магнитного поля на проводник с током
Для демонстрации воздействия магнитного поля на участок проводника с током соберём установку из подковообразного магнита — источника постоянного магнитного поля и проводника, подключённого к источнику тока (рис. \(2\)). С помощью реостата будем управлять величиной тока в цепи.
Рис. 2 . Изображение отсутствия отклонения проводника вблизи магнита при разомкнутом ключе
Рис. 3 . Изображение отклонения проводника вблизи магнита при увеличении силы тока в цепи
1. Замкнём цепь. По участку провода, находящемуся в поле постоянного магнита, пройдёт ток, направление которого зависит от полюсов источника тока, к которым подключены концы провода. Вектор магнитной индукции \(\vec\) направлен от северного полюса к южному — сверху вниз. Ток в проводнике направлен от наблюдателя. Магнитное поле втягивает проводник с током (рис. \(3\)).
2. Изменим направление тока, поменяв полюса источника тока. Тогда проводник будет выталкиваться магнитным полем.
3. Если полюса магнита поменять (перевернуть магнит), то направление движения проводника изменится на противоположное.
Правило левой руки
Ладонь левой руки нужно разместить так, чтобы линии магнитной индукции \(\vec\) входили в ладонь, четыре вытянутых пальца показывали направление движения тока I в проводнике, тогда отогнутый под прямым углом большой палец покажет направление действия силы Ампера \(\vec\), действующей на проводник с током.
Движение проводника вызвано этой силой \(\vec
Что будет с магнитной стрелкой, находящейся около проводника, если по нему пропустить электрический ток?
Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь для публикации ответа на этот вопрос.
решение вопроса
Связанных вопросов не найдено
Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.
поделиться знаниями или
запомнить страничку
- Все категории
- экономические 43,679
- гуманитарные 33,657
- юридические 17,917
- школьный раздел 612,555
- разное 16,911
Популярное на сайте:
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
- Обратная связь
- Правила сайта
Что будет с магнитной стрелкой, находящейся около проводника, если по нему пропустить электрический ток?
1) Знайдіть частоту обертання дзиги, якщо вона здійснює один повний оберт за 0,2 секунди. 2) Знайдіть швидкість руху кінчика секундної стрілки годинн … ика, якщо її довжина дорівнює 25 см. Число Пі прийняти рівне 3. ДОПОМОЖІТЬ БУДЬ ЛАСКА. ДАЮ 65 БАЛІВ.
4. Світловий промінь переходить із середовища 1 у середовище 2. Абсолютний показник заломлення середовища 2 дорівнює 1,33. Визначте: 1) оптична густин … а якого середовища є більшою і чому; 2) відносний показник заломлення; 3) абсолютний показник заломлення першого середовища; 4) швидкість поширення світла в кожному середовищі; 5) Чи правильно зображено відбитий промінь?
§ 27. Действие магнитного поля на проводник с током. Взаимодействие проводников с током
Явления взаимодействия одноимённых и разноимённых электрических зарядов напоминают явления отталкивания одноимённых полюсов и притяжения разноимённых полюсов магнитов ( рис. 136 ). Электрические взаимодействия осуществляются посредством электрических полей, а чем обусловлены магнитные взаимодействия и чем определяются магнитные свойства тел?
Магнитное поле. То, что магниты взаимодействуют друг с другом, что распиленный пополам магнит превращается в два магнита, а железо при соприкосновении с магнитом намагничивается, было установлено достаточно давно. Гораздо позже обнаружили связь между электрическими и магнитными явлениями, хотя намагничивание железных предметов, перемагничивание стрелки компаса во время грозовых электрических разрядов и многие другие наблюдения и опыты заставляли учёных задуматься над этим. Первыми эту связь исследовали в 1820 г. датский физик Ганс Христиан Эрстед ( 1777–1851 ) и уже известный вам французский физик и математик Андре-Мари Ампер.
Эрстед обнаружил, что магнитная стрелка, расположенная вблизи проводника, поворачивалась на некоторый угол при прохождении по проводнику электрического тока ( рис. 137 ). Открытие Эрстеда позволило Амперу сделать вывод, что магнитные свойства любого тела определяются замкнутыми электрическими токами, циркулирующими внутри этого тела и получившими название «амперовы токи» или «молекулярные токи» ( рис. 138 ). Это означало, что магнитное взаимодействие обусловлено не особыми магнитными зарядами, а движением электрических зарядов — электрическим током.
Взаимодействие проводника с током и магнитной стрелки в опыте Эрстеда является взаимодействием электрического тока проводника с «амперовыми токами» в магнитной стрелке (гипотеза Ампера). Это взаимодействие осуществляется посредством магнитного поля.
Магнитное поле – особая форма материи, создаваемая движущимися относительно определённой инерциальной системы отсчёта электрическими зарядами или переменными электрическими полями.
Опыты свидетельствуют, что магнитное поле возникает при движении любых электрических зарядов. Поскольку скорость движения заряда зависит от выбора системы отсчёта, магнитное поле одного и того же заряда в разных системах отсчёта различное. Если по отношению к определённой инерциальной системе отсчёта электрический заряд покоится, то в этой системе отсчёта он создаёт только электростатическое поле. Электрический заряд, движущийся относительно данной инерциальной системы отсчёта, создаёт в ней не только электрическое поле, но и магнитное, которые являются компонентами единого электромагнитного поля.
Посредством магнитного поля осуществляется взаимодействие между подвижными электрическими зарядами (а также магнитами). При этом каждый движущийся в данной инерциальной системе отсчёта электрический заряд создаёт в окружающем пространстве магнитное поле. Это поле действует некоторыми силами на любые другие движущиеся электрические заряды, а также находящиеся в нём магниты.
Таким образом, о существовании магнитного поля можно судить по наличию силы, действующей на электрический заряд, движущийся относительно выбранной инерциальной системы отсчёта, или находящийся в этом поле магнит.
От теории к практике
Магнитная стрелка, расположенная под медным проводником, поворачивается на некоторый угол при прохождении по нему электрического тока. Будет ли стрелка поворачиваться, если медный проводник заменить водным раствором щёлочи, помещённым в тонкую стеклянную трубку?
Интересно знать
Современные научные представления не отвергают, а наоборот, предсказывают частицы с магнитным зарядом — магнитные монополи. однако такие частицы пока экспериментально не наблюдали.
Действие магнитного поля на проводник с током. Поскольку магнитное поле проводника с током действует определённой силой на магнит (в опыте Эрстеда — на магнитную стрелку), то естественно предположить, что со стороны магнитного поля магнита на проводник с током должна действовать сила. Это предположение можно проверить экспериментально.
Соберём электрическую цепь, представленную на рисунке 139, а. При разомкнутой цепи действия со стороны магнитного поля подковообразного магнита на гибкий проводник не наблюдается. При замыкании цепи проводник приходит в движение: он либо втягивается в пространство между полюсами подковообразного магнита ( рис. 139 , б), либо выталкивается из него ( рис. 139 , в) при противоположном расположении полюсов магнита (или при изменении направления тока). Этот опыт наглядно доказывает, что магнитное поле действует только на движущиеся заряды.
Действует ли магнитное поле на заряженные частицы, движущиеся в вакууме? Пусть в катодной трубке ( рис. 139.1 , а) от катода К к аноду А движется пучок электронов. В отсутствие внешнего магнитного поля он движется прямолинейно и перпендикулярно к поверхности анода. Если к трубке поднести магнит ( рис. 139.1 , б), то электронный пучок отклонится вниз. Поменяв местами расположение полюсов магнита, можно отклонить пучок вверх. Траектория движения электронов внутри трубки доступна наблюдению благодаря экрану Э, покрытому люминофором — веществом, светящимся под воздействием ударов электронов.
Во всех рассмотренных случаях на проводники с током (движущиеся заряженные частицы) действовали магнитные силы, которые можно рассматривать как результат взаимодействия магнитного поля постоянного магнита с магнитными полями проводников с током (движущихся заряженных частиц).
Магнитные силы — силы, действующие со стороны магнитного поля на находящиеся в нём магниты, проводники с током или движущиеся заряды.
Взаимодействие проводников с током. Открытие Эрстеда активизировало исследования по установлению связи между электрическими и магнитными явлениями. Ампер в 1820 г. провёл ряд экспериментов по изучению взаимодействия двух гибких первоначально расположенных прямолинейно и параллельно проводников с током. Он установил, что когда ток в проводниках проходит в противоположных направлениях, они отталкиваются ( рис. 140 , а), а когда в одинаковых направлениях – притягиваются ( рис. 140 , б). При отсутствии тока в проводниках они не проявляют магнитного взаимодействия ( рис. 140 , в).
Магнитное поле одного проводника с током взаимодействует с током другого проводника посредством магнитной силы.
Магнитное взаимодействие двух параллельных проводников с током используют в СИ для определения единицы силы тока — ампера.
1 ампер — это сила неизменяющегося тока, который при прохождении по каждому из двух параллельных прямолинейных проводников бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенных на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, вызвал бы между этими проводниками силу магнитного взаимодействия, модуль которой равен 2 · 10 –7 Н на каждый метр длины.
Интересно знать
Если рассматривать взаимодействие проводников с током более детально, то надо отметить, что оно имеет как магнитный, так и электрический компонент. Электрическое взаимодействие обусловлено зарядами, которые находятся на поверхности проводников с током. Утверждение, что проводники с током одного направления притягиваются, является верным только в том случае, когда электрическое взаимодействие между проводниками значительно слабее, чем магнитное, т. е. если сопротивление проводников мало, а сила тока в них достаточна велика.
Действие магнитного поля на рамку с током. Действие магнитного поля на проводник с током проявляется не только в притяжении или отталкивании. Проведём опыт. Подвесим около длинного тонкого вертикально расположенного проводника на тонких и гибких подводящих проводах маленькую (по сравнению с расстоянием, на котором магнитное поле заметно изменяется, т. е. подальше от проводника) рамку ( рис. 141 , а). При пропускании по проводнику и рамке электрического тока рамка поворачивается и располагается так, что оказывается в одной плоскости с проводником с током ( рис. 141 , б). Таким образом, магнитное поле оказывает на рамку с током ориентирующее действие, аналогичное действию на стрелку компаса.
Проведём ещё один опыт. Поместим проволочную рамку между полюсами постоянного подковообразного магнита. Если по рамке проходит ток, она устанавливается так, что её плоскость становится перпендикулярной прямой, соединяющей полюса магнита ( рис. 142 ). В данном случае магнитное поле подковообразного магнита также оказывает на рамку с током ориентирующее действие.
Интересно знать
Действием магнитного поля на ток в подводящих проводах можно пренебречь, если они обвивают друг друга (см. рис. 141, 142) или расположены близко друг к другу. Действительно, провода находятся в одной и той же области поля и по ним проходят токи одинаковой силы и противоположного направления. Таким образом, силы, действующие на ток в подводящих проводах со стороны магнитного поля, равны по модулю и противоположно направлены. Следовательно, подвес остаётся в покое. Рамка, расположенная вблизи проводника, будет не только поворачиваться, но ещё и притягиваться к проводнику с током, так как вблизи проводника существенно проявляется неоднородность магнитного поля, создаваемого током в проводнике.
1. Какие поля существуют в пространстве, окружающем движущийся электрический заряд?
2. Что представляет собой магнитное поле? Как его можно обнаружить?
3. Какой опыт доказывает, что магнитное поле действует только на движущиеся заряды?
4. Что называют магнитной силой?
5. Какое явление используют для определения единицы силы тока в СИ?
6. В чём проявляется действие магнитного поля на рамку с током?
7. В книге французского естествоиспытателя Араго «Гром и молния» приведены примеры перемагничивания стрелки компаса и намагничивания стальных предметов действием молнии. Как можно объяснить эти явления?