Куда будет направлен вектор магнитной индукции поля в точке а находящейся на оси кругового тока
Перейти к содержимому

Куда будет направлен вектор магнитной индукции поля в точке а находящейся на оси кругового тока

6.3. Магнитное поле на оси кругового тока

Скачать Содержание

Здесь мы использовали выражение для модуля магнитного момента витка Рm , равное произведению I на площадь витка Магнитное поле образует с круговым током правовинтовую систему, так что (6.13) можно записать в векторной форме

Для сравнения рассчитаем поле электрического диполя (рис. 6.17-2). Электрические поля от положительного и отрицательного зарядов равны, соответственно,

так что результирующее поле будет

На больших расстояниях (h >> l) имеем отсюда

Здесь мы использовали введенное в (3.5) понятие вектора электрического момента диполя . Поле Е параллельно вектору дипольного момента, так что (6.16) можно записать в векторной форме

Аналогия с (6.14) очевидна.

Силовые линии магнитного поля кругового витка с током показаны на рис. 6.18. и 6.19

Рис. 6.18. Силовые линии магнитного поля кругового витка с током на небольших расстояниях от провода

Рис. 6.19. Распределение силовых линий магнитного поля кругового витка с током в плоскости его оси симметрии.
Магнитный момент витка направлен по этой оси

На рис. 6.20 представлен опыт по исследованию распределения силовых линий магнитного поля вокруг кругового витка с током. Толстый медный проводник пропущен через отверстия в прозрачной пластинке, на которую насыпаны железные опилки. После включения постоянного тока силой 25 А и постукивания по пластинке опилки образуют цепочки, повторяющие форму силовых линий магнитного поля.

Магнитные силовые линии для витка, ось которого лежит в плоскости пластинки, сгущаются внутри витка. Вблизи проводов они имеют кольцевую форму, а вдали от витка поле быстро спадает, так что опилки практически не ориентируются.

Рис. 6.20. Визуализация силовых линий магнитного поля вокруг кругового витка с током

Пример 1. Электрон в атоме водорода движется вокруг протона по окружности радиусом аB = 53 пм (эту величину называют радиусом Бора по имени одного из создателей квантовой механики, который первым вычислил радиус орбиты теоретически) (рис. 6.21). Найти силу эквивалентного кругового тока и магнитную индукцию В поля в центре окружности.

Рис. 6.21. Электрон в атоме водорода

Решение. Заряды электрона и протона одинаковы по величине (е) и противоположны по знаку. На электрон действует сила кулоновского притяжения протона, создающая центростремительное ускорение

откуда находим угловую скорость движения электрона по круговой орбите

Период обращения электрона вокруг ядра равен

Если представить себе воображаемую площадку, ортогональную траектории электрона, то за время Т через нее проходит заряд е. Поэтому сила эквивалентного тока равна

Скорость движения электрона равна v = аB = 2,18·10 6 м/с. Движущийся заряд создает в центре орбиты магнитное поле

Этот же результат можно получить с помощью выражения (6.12) для поля в центре витка с током, силу которого мы нашли выше

Пример 2. Бесконечно длинный тонкий проводник с током 50 А имеет кольцеобразную петлю радиусом 10 см (рис. 6.22). Найти магнитную индукцию в центре петли.

Рис. 6.22. Магнитное поле длинного проводника с круговой петлей

Решение. Магнитное поле в центре петли создается бесконечно длинным прямолинейным проводом и кольцевым витком. Поле от прямолинейного провода направлено ортогонально плоскости рисунка «на нас», его величина равна (см. (6.9))

Поле, создаваемое кольцеобразной частью проводника, имеет то же направление и равно (см. 6.12)

Суммарное поле в центре витка будет равно

Дополнительная информация

Укажите способы определения направления вектора магнитной индукции

Направление магнитной индукции(B) определяется, обычно, правилом буравчика. Согласно этому правилу: Если обхватить проводник правой рукой, оттопырив большой палец по направлению движения тока, то 4 пальца определят направление магнитной индукции. Здесь нельзя приложить фотографию, что затрудняет визуализацию. Для лучшего понимания следует представить стрелу, она направлена от нас, если мы будем смотреть в хвостовое оперение, то вектор магнитной индукции направлен по часовой стрелке. Конкретное положение вектора зависит от точки, в которой мы ищем положение. Пример: если в вышеприведенном положении(стрела) держать проводник, ток в котором направлен от нас, то в нижней части проводника B направлен горизонтальной влево, а в верхней части проводника B направлен горизонтально вправо.

  • Связаться с нами
  • Правила проекта
  • Лицензионное соглашение
  • Политика конфиденциальности

Контрольная работа № 1 по теме: «Основы электродинамики»

Внимание! Все тесты в этом разделе разработаны пользователями сайта для собственного использования. Администрация сайта не проверяет возможные ошибки, которые могут встретиться в тестах.

Контрольная работа № 1 по теме: «Основы электродинамики»
Система оценки: 5 балльная

Список вопросов теста

Вопрос 1

. В магнитном поле с индукцией 15 Тл находится проводник с током 3 А. Магнитное поле действует на проводник с силой 22,5 Н и перпендикулярно длине активной части проводника. Вычислить длину проводника.

Вопрос 2

Магнитный поток пронизывал контур, с равномерного убывания до нуля в течение 0,5 с при этом в катушке индуцируется ЭДС 0,015 В перпендикулярно проводнику. Определить начальный магнитный поток

Вопрос 3

В катушке с индуктивностью 0,25 Гн, возникла ЭДС самоиндукции в 12 В. Рассчитайте изменение силы тока, если это произошло за 0,1 с

Вопрос 4

За какое время должен исчезнуть магнитный поток, чтобы в катушке возникла средняя ЭДС индукции 0,85 В если магнитный поток в катушке, состоящей из 100 витков равен 12,5•10 -3 Вб?

Вопрос 5

Перпендикулярно силовым линиям в однородное магнитное поле с индукцией 16 мТл влетает электрон со скоростью 3,6•10 8 км/ч. Каков радиус траектории э лектрона?

В ответе указать только число с точность до тысячных

Вопрос 6

Куда направлен вектор магнитной индукции: поля в точ­ке А, находящейся на оси кругового тока? (См. рисунок)

Варианты ответов
Вопрос 7

Куда направлена сила, действу­ющая на проводник с током в магнит­ном поле?(См. рисунок.)

Варианты ответов
Вопрос 8

В однородное магнитное поле влетают протон и нейтральная молекула. Будут ли искривляться траектории частиц?

Варианты ответов
  • траектории частиц искривляться не будут
  • протона — будет, нейтральной молекулы — нет
  • нейтральной молекулы — будет, протона — нет
  • траектории частиц будут искривляться, но в разные стороны
Вопрос 9

При увеличении тока в контуре в 4 раза индукция маг­нитного поля:

Варианты ответов
  • увеличится в 4 раза
  • уменьшится в 4 раза
  • увеличится в 16 раз
  • не изменится
Вопрос 10

Доказательством реальности существования магнит­ного поля может служить:

Варианты ответов
  • наличие источника поля
  • отклонение заряженной частицы, движущейся в поле
  • взаимодействие двух проводников с током
  • существование электромагнитных волн
Вопрос 11

Три частицы влетели в однородное магнитное поле. На рисунке траектории их

движения показаны штриховой линией

.

Линии магнитной индукции направлены от наблюдателя. Отрицательный заряд имеет:

Варианты ответов
  • только частица 1
  • только частица 2
  • только частица 3
  • частицы 2 и 3
Вопрос 12

В каком случае вокруг движущегося электрона возникает магнитное поле?

Варианты ответов
  • электрон движется прямолинейно и равномерно
  • электрон движется равномерно по окружности
  • электрон движется равноускоренно прямолинейно
Вопрос 13

Какая физическая величина измеряется в «генри»?

Варианты ответов
  • индукция поля
  • магнитный поток
  • ЭДС индукции
  • индуктивность
Вопрос 14

Вблизи неподвижного положительно заряженного шара образуется…

Варианты ответов
  • электрическое поле
  • магнитное поле
  • Электрическое и магнитное поля
  • Попеременно то электрическое, то магнитное

Куда направлен вектор магнитной индукции: поля в точке А, находящейся на оси кругового тока?

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

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *